Yfirlit yfir beitinguamínó plastefni sem tengja saman
Helsta hlutverk amínóplastefna (melamín-formaldehýð, bensómelamín-formaldehýð og þvagefnis-formaldehýð plastefna) í hitaherðandi húðun er að tengja saman helstu filmumyndandi efnissameindir í þrívíddarnetbyggingu með efnahvörfum. Þessi netbygging fæst með efnahvörfum amínóplastefnasameinda við virku hópana á filmumyndandi efnissameindunum og samtímis með þéttingarpólýmerun við aðrar amínóplastefnasameindir. Amínóplastefni hvarfast auðveldlega við fjölliður sem innihalda frum- og aukahýdroxýlhópa, karboxýlhópa og amíðhópa; þess vegna eru amínóplastefni almennt notuð í málningarkerfum sem byggjast á akrýl-, pólýester-, alkýð- eða epoxýplastefnum.
Amínóplastefni eru einnig notuð í pólýúretan kerfum sem húðunaraukefni til að bæta heildarafköst húðunar fyrir ákveðin forrit.
Meginreglan um amínóplastefni:
Mikilvægi amínóplastefna í bökunarlakki er langtum meira en hlutfall þeirra í húðun. Að skilja hvernig nýta má efnafræðilega eiginleika amínóplastefna við hönnun húðunarformúlna er að verða sífellt mikilvægara. Til dæmis,Ef framleiðendur húðunar eru óánægðir með ákveðna eiginleika húðunarfilmunnar geta þeir leiðrétt þá með eftirfarandi aðferðum:
1. Að bæta eða endurvala filmumyndandi plastefninu sjálfu;
2. Val á amínóplastefnum (metýleterun eða bútýleterun og val á eterunargráðu o.s.frv.);
3. Hlutfall filmumyndandi plastefnis og amínóplastefnis.
4. Val á hvata (hvort bæta eigi við honum eða ekki og hversu mikið á að bæta við).
Öll fjögur atriðin hér að ofan, nema það fyrsta,Tengjast amínóplastefnum. Eiginleikar amínóplastefna eru háðir virkum hópum þeirra og virkni.Þess vegna er mikilvægt að skilja uppbyggingu amínóplastefna. Hins vegar, áður en hægt er að skilja amínóplastefni, er nauðsynlegt að hafa grunnþekkingu á hýsilplastefnunum sem eru notuð í samsetningu við þau.
Eins og áður hefur komið fram eru amínóplastefni aðallegaNotað í samsetningu við alkýðplastefni, akrýlplastefni, pólýesterplastefni og epoxyplastefniAlkýðplastefni eru aðallega mynduð úr pólýólum og pólýsýruplastefnum með esterun. Við myndun eru alkóhólar almennt í umframmagni; sumir karboxýlhópar pólýsýrunnar hvarfast hugsanlega ekki fullkomlega, sem leiðir til þess að alkýðplastefni innihalda ákveðið magn af karboxýl- og hýdroxýlhópum. Magn karboxýl- og hýdroxýlhópa er venjulega ákvarðað með sýrugildi og hýdroxýlgildi. Sýrugildi vísar til fjölda milligrömma af KOH sem þarf til að hlutleysa 1 g af föstu plastefni með títrun með KOH. Hýdroxýlgildi vísar til fjölda milligrömma af KOH sem þarf til að hlutleysa OH hópana í 1 g af föstu plastefni að fullu með títrun með KOH. Á sama hátt innihalda pólýesterplastefni, akrýlplastefni og amínóplastefni einnig ákveðið magn af karboxýl- og hýdroxýlhópum. Munurinn liggur í hráefnunum sem notuð eru til að mynda plastefnin; til dæmis koma karboxýlhóparnir í akrýlplastefnum úr akrýlsýru og hýdroxýlhóparnir koma úr hýdroxýakrýlsýru. Magn karboxýl- og hýdroxýlhópa í amínóplastefnum er einnig mismunandi. Sýrugildi, hýdroxýlgildi og seigja eru allt mikilvægir vísbendingar um plastefni og hafa bein áhrif á virkni þeirra.
Ef við snúum okkur aftur að umræðuefninu um amínóplastefni, skulum við fyrst skoða uppbyggingu þeirra:
Mynd 1:
Mynd 2
Mynd 1 sýnir að hluta til alkýlerað amínóplastefni sem inniheldur alkoxý-, imínó- og hýdroxýmetýlhópa. Ef við lítum á sexliða hringinn sem myndast af kolefnis- og nituratómunum sem beinagrind, má lýsa greinum eða uppbyggingum sem eru afleiddar af honum í óeiginlegri merkingu sem þremur höfðum og sex arma. Fjölmargir breytileikar í eiginleikum amínóplastefna eru einmitt vegna mismunar á þessum sex „örmum“ og flóknum uppröðun og samsetningum þeirra.
Mynd 2 sýnir afar samhverfa HMMM uppbyggingu, þ.e. fullkomlega metýlerað amínóplastefni, með aðeins einum virkum hópi: metoxýhóp, sem er hugsjónaður. Þar sem etermyndunarstigið getur ekki náð 1:6 (hæsta stigi) í raunverulegri framleiðslu, mun svokallað fullkomlega metýlerað amínóplastefni alltaf innihalda einhverja imínó- og hýdroxýmetýlhópa.
Byrjum á að skilja meginreglur amínóplastefna til að læra um eiginleika þeirra:
Fyrsta skrefið í myndun plastefnisins er að hvarfa melamín við formaldehýð í viðurvist hvata til að mynda pólýhýdroxýmetýl melamín. Öll virku vetnisatómin á tríazínhringnum geta breyst í hýdroxýmetýlhópa, en í raun eru það 2 til 6 mól af formaldehýði sem hvarfast við tríazínhringinn. Óhvarfuð virku vetnisatóm sem eftir eru eru táknuð með imínóhópum. Eins og við munum sjá síðar gegna þessir hópar mikilvægu hlutverki í herðingarferlinu með sjálfþéttingarfjölliðun.
Pólýhýdroxýmetýl melamín er mjög óstöðugt og hefur takmarkaða leysni í hefðbundnum húðunarleysum. Amínóplastefni virka aðallega sem þverbindandi og herðandi efni í húðun. Til að búa til hentugt þverbindandi efni fyrir húðun er hýdroxýmetýlhópurinn venjulega eteraður með stuttkeðjualkóhóli til að draga úr hvarfgirni hans og bæta eindrægni hans við hefðbundin filmumyndandi efni og alifatísk leysiefni. Metanól og bútanól eru almennt notuð sem stuttkeðjualkóhólar. Með því að stjórna magni af metanóli eða bútanóli sem bætt er við og öðrum skilyrðum er hægt að fá amínóplastefni með mismunandi stigum eterunar.
Aðeins þau svæði sem hafa brugðist við formaldehýði (hýdroxýmetýlhópar) er hægt að endaloka með alkóhólum; óhvarfuð vetnisatóm (imínóhópar) hvarfast ekki við stuttkeðjualkóhól. Ennfremur sýnir þessi viðbrögð að allir sex hýdroxýmetýlhóparnir hvarfast við alkóhól og mynda hexaalkoxýmetýlmelamín, sem þýðir að hægt er að stjórna viðbrögðum eins til sex hýdroxýmetýlhópa við alkóhól. Þess vegna höfum við svo mismunandi gerðir af amínóplastefnum.
Sjálffjölliðun af amínóplastefnum :
Mólþungi amínóplastefna er ákvarðaður af sjálfþéttingargráðu eðaþvertengingmilli virku hópanna (imínó, hýdroxýmetýl, alkoxýmetýl) á tríasínhringnum og melamín sameindunum. Í lokaútgáfum hefur magn þverbindingarfjölliðunar veruleg áhrif á mólþunga amínóplastefnisins og virkni húðunarfilmunnar.
Sjálfþéttingarviðbrögð amínóplastefna geta átt sér stað í gegnum eftirfarandi leið:
Mynd 3:
Viðbrögðin vinstra megin mynda metýlenbrú, en viðbrögðin hægra megin mynda metýleneterbrú. Brúarmyndunarstig í amínóplastefnum er venjulega gefið upp sem fjölliðunarstig (DP): DP = mólþungi / þyngd hvers tríazínhrings. Fyrstu amínóplastefni voru að mestu leyti sjálfpólýmerandi, með DP > 3,0. Tækniframfarir hafa gert það mögulegt að lágmarka sjálfþéttingu í fullunnum amínóplastefnum. Eins og er eru melamínplastefni sem fást á markaði með DP allt niður í 1,1.
Helsta áhrif mólþunga amínóplastefnis endurspeglast í seigju húðunar. Melamínplastefni með DP > 2,0 verða að vera þynnt með leysiefni þar til 50%–80% fast efni til að ná viðeigandi seigju. Monomer-gerð melamínplastefni með DP á milli 1,1 og 1,5 eru venjulega fáanleg í 100% virku föstu efni; viðbótar leysiefni hafa veruleg áhrif á VOC í fullunnu húðuninni. Mólþungi amínóplastefna hefur einnig áhrif á herðingarviðbrögð húðunar og eiginleika filmunnar. Húðunarkerfi sem notar amínóplastefni með háu DP mun ná tilgreindum þverbindingarþéttleika á styttri tíma en húðunarkerfi sem notar amínóplastefni með sömu uppbyggingu en lægri DP. Þess vegna þurfa húðunarkerfi sem innihalda þverbindingarefni með háu DP minni hvata eða veikari sýruhvata til að ná sama herðingarástandi. Áhrif mólþunga á eiginleika filmunnar eru aðallega á sveigjanleikabilinu. Húðunarkerfi sem hert er með amínóplastefnum með háu DP innihalda hærra hlutfall amínó-amínó tengja og færri amínó-lakk tengja. Þessi tegund af þverbindandi netbyggingu myndar húðun með góðri hörku en getur verið brothætt. Þetta er stundum hægt að bæta upp með því að velja sveigjanlegri málningarplastefni. Hins vegar þurfa notkun sem krefst mjög sveigjanlegrar húðunar almennt einliða amínóplastefni.
Pólýesterar sem innihalda karboxýlhópa geta hvarfast við melamín-formaldehýð til að framleiða gagnlegar hitaherðandi yfirborðshúðanir með fjölbreyttum eðliseiginleikum.
Margar bútýleraðar melamín-formaldehýð plastefni eru hagkvæm í verslunum, aðallega vegna mismunandi upphafsstigs fjölliðunar (mólþunga) og hlutfalls alkoxýhópa samanborið við þá sem eru án hýdroxýmetýlhópa og amínóvetnis. Þessir munir hafa áhrif á seigju vökvans, eindrægni melamíns við pólýester og herðingarhraða glerungsins. Hefðbundin melamín plastefni, sem hvarfast við hliðarhýdroxýlhópa, þverbindast aðallega við pólýester sameindir. Þar sem þverbindingarviðbrögðin eru sýruhvötuð, hafa sterkar sýrur yfirleitt áhrif á þverbindingarviðbrögð pólýester plastefna við herðingarhita á milli 120°C og 150°C; þó þurfa sum pólýesterar viðbótar sýruhvötun í mjög veikum sýrum til að herða glerunginn.
Eftirfarandi fyrirbæri á sér stað: Auk þvertengingarviðbragða melamíns og pólýesters gengst bútýlerað melamín-formaldehýð plastefni einnig undir sjálfþéttingarviðbrögð. Það er að segja, amínóplastefnið gengst undir sjálfþéttingarviðbrögð til að mynda melamínnetbyggingu. Þessi viðbrögð eiga sér stað samtímis melamín-pólýester viðbrögðunum og eru samkeppnisviðbrögð. Ástæðan fyrir þessum viðbrögðum er sú að auk bútoxýhópa inniheldur bútýlerað melamín-formaldehýð plastefni einnig frjálsa kolvetnismetýlhópa og vetni úr imínóhópum, sem öll geta hvarfast hvert við annað. Þegar amínóplastefnið gengst undir sjálfþéttingarviðbrögð mun það missa hluta af virkni sinni.
Þó að sjálfstenging gefi húðun oft meiri hörku og efnaþol, leiðir hún til verulegs taps á teygjanleika. Til að ná nægilegri teygjanleika í pólýesterlakki...
Hexametoxýmetýl melamín (HMMM) er fullkomlega hýdroxýmetýlerað og fullkomlega metýlerað einliða amínóplastefni. Líkt og bútýlerað melamín-formaldehýð gengst það undir þvertengingarviðbrögð við hýdroxýlhópa pólýesterplastefnisins við upphitun og myndar fast efni sem mýkist ekki. Í raun, án sýruhvata, mun HMMM ekki sjálftengjast, jafnvel við langan tíma eða aukið hitastig. Hins vegar mun laus HMMM gangast undir sjálftengisviðbrögð við 150°C í viðurvist sterks sýruhvata. Aftur á móti, jafnvel án sterkrar sýru, munu hefðbundin bútýleruð melamín og þvagefnisplastefni gangast undir sterk sjálftengisviðbrögð með hækkandi hitastigi.
Herðingarviðbrögð amínóplastefna:
Þar sem amínóplastefni eru notuð til að tengja saman helstu filmumyndandi efnissameindir í netbyggingu, er samþéttingarviðbrögð amínóplastefna og málningarplastefna mjög áhugaverð. Dæmigert dæmi er eterunarviðbrögðin (skiptiviðbrögðin).af hýdroxýlhópum á málningarplastefnum og alkoxýmetýlhópum á amínóplastefnum.
Við hita og sýruhvata (venjulega herðingarskilyrði) á sér stað þvertenging hratt og tengir saman alla tiltæka hýdroxýlhópa á málningunni. Reyndar, þegar fjölliðanetbyggingin myndast, minnkar flæði hvarfefnanna og sumir hýdroxýlhópar hvarfast ekki. Almennt, þegar umfram amínóplastefni er til staðar í húðuninni samanborið við kjörhlutfallið, geta eftirstandandi alkoxýhópar tekið þátt í öðrum efnahvörfum eða haldist óhvarfaðir í húðunarfilmunni. Eins og áður hefur komið fram, sjálftengjast amínóplastefni auðveldlega og hvarfast hvert við annað, sem leiðir til aukinnar mólþunga við framleiðslu. Þessi efnahvörf eiga sér einnig stað við herðingu húðunar. Þannig, frekar en að vera neikvæður þáttur, er ákveðin sjálftenging amínóplastefna nauðsynleg til að fá vel endingargóða, þétt pakkaða fjölliðugrunnefni. Allir þrír virku hóparnir í amínóplastefnum taka þátt í sjálftengisviðbrögðum og í fullkomlega alkýleruðum melamínplastefnum sem eru hvötuð af sterkum sýrum eru vísbendingar um að þessi efnahvörf eigi sér stað eftir eterskipti við húðunarplastefnið. Í fjarveru utanaðkomandi hvata eða veikra sýruhvata eiga þessi sjálftengisviðbrögð sér stað í enn meira mæli í melamínplastefniskerfum með mikla imínó-/eða hýdroxýmetýlvirkni. Í báðum tilvikum er væg sjálffjölliðunarviðbrögð mikilvæg fyrir myndun góðrar netbyggingar.
Við herðingu á þverbundnum húðunarefnum með amínóplastefnum eiga sér stað önnur viðbrögð eins og fjarlæging formaldehýðs og vatnsrof. Formaldehýð losnar auðveldlega við eðlilegt herðingarhitastig, sem er næstum eina ástæðan fyrir losun formaldehýðs við herðingu amínóplastefna; hitt formaldehýðið er frítt formaldehýð.
Þegar amínóplastefni þverbindast til að mynda filmu og harðna, eiga sér stað vatnsrofsviðbrögð. Í þessu ferli breytast sumir alkoxýmetýlhópar í hýdroxýmetýlhópa. Vatnsrof melamínplastefna með hátt imínó- eða hýdroxýmetýlinnihald er hægt að hvata með basískum efnum og getur jafnvel gerst hægt við stofuhita. Þetta gerir amínóplastefni líklegri til sjálfsþvertengingar, sem leiðir til aukinnar seigju húðunarinnar við geymslu. Til að forðast þetta er hægt að nota fullkomlega metýleruð melamínplastefni eða meðleysiefni sem eru ónæm fyrir basískum vatnsrofi í vatnsbundnum húðun. Fullt alkýleruð melamínplastefni eru ónæm fyrir basískum hvataðri vatnsrofi í vatnsbundnum kerfum. Fullt alkýleruð og að hluta til alkýleruð melamínplastefni eru ekki ónæm fyrir sýruhvötuðu vatnsrofi í vatnsbundnum kerfum; því verður að nota blokkaðan sýruhvata í vatnsbundnu kerfinu.
Ef þú vilt vita meiraþverbindandi efnivörur, ekki hika við að hafa samband við okkur.
Birtingartími: 19. des. 2025