Pêşgotinek li ser sepandinaajanên girêdana xaçerêyî yên rezîna amînî
Rola sereke ya rezînên amînî (rezînên melamîn-formaldehîd, benzomelamin-formaldehîd, û urea-formaldehîd) di pêçandina termoset de ew e ku molekulên sereke yên materyalê fîlmçêker bi rêya reaksiyonên kîmyewî ve girêbidin nav avahiyek torê ya sê-alî. Ev avahiya torê bi rêya reaksiyona molekulên rezîna amînî bi komên fonksiyonel ên li ser molekulên materyalê fîlmçêker, û di heman demê de bi rêya polîmerîzasyona kondensasyonê bi molekulên din ên rezîna amînî re tê bidestxistin. Rezînên amînî bi hêsanî bi polîmerên ku komên hîdroksîl ên seretayî û duyemîn, komên karboksîl, û komên amîd dihewînin re reaksiyon dikin; ji ber vê yekê, rezînên amînî bi gelemperî di pergalên boyaxkirinê yên li ser bingeha rezînên akrîlîk, polîester, alkîd, an epoksî de têne bikar anîn.
Rezînên amînî di sîstemên polîuretan de wekî lêzêdekirina pêçanê jî têne bikar anîn da ku performansa giştî ya pêçanan ji bo hin serîlêdanan baştir bikin.
Prensîba rezînên amînî:
Girîngiya rezînên amînî di vernîsên pijandinê de ji rêjeya wan di pêçanan de pir zêdetir e. Fêmkirina ka meriv çawa taybetmendiyên kîmyewî yên rezînên amînî di sêwirana formulasyonên pêçanê de bikar tîne her ku diçe girîngtir dibe. Bo nimûne,Eger formulatorên pêçandinê ji hin taybetmendiyên fîlma pêçandinê nerazî bin, ew dikarin wan bi karanîna rêbazên jêrîn sererast bikin:
1. Başkirin an ji nû ve hilbijartina rezîna fîlmçêker bi xwe;
2. Hilbijartina rezînên amînî (eterîfkirina metîl an eterîfkirina bûtîl, û hilbijartina pileya eterîfkirinê, hwd.);
3. Rêjeya rezîna fîlmçêker bi rezîna amînî.
4. Hilbijartina katalîzator (gelo lê zêde bike an na, û çiqas lê zêde bike).
Ji bilî ya yekem, her çar xalên jorîn...bi rezînên amînî ve girêdayî ne. Taybetmendiyên rezînên amînî bi komên wan ên fonksiyonel û çalakiya wan ve girêdayî ne.; ji ber vê yekê, têgihîştina avahiya rezînên amînî pir girîng e. Lêbelê, berî têgihîştina rezînên amînî, girîng e ku meriv têgihîştinek bingehîn a rezînên mêvandar ên ku bi wan re têne bikar anîn hebe.
Wekî ku berê jî hate gotin, rezînên amînî bi giranîdi hevahengiya bi rezînên alkîd, rezînên akrîlîk, rezînên polîester û rezînên epoksî re tê bikar anînRezîneyên alkîd bi giranî ji polîol û rezînên polîasîdî bi rêya esterîfîkasyonê têne sentezkirin. Di dema sentezê de, alkol bi gelemperî zêde ne; dibe ku hin komên karboksîl ên polîasîdan bi tevahî reaksiyonê nîşan nedin, di encamê de rezînên alkîd mîqdarek diyarkirî ji komên karboksîl û hîdroksîl dihewînin. Mîqdara komên karboksîl û hîdroksîl bi gelemperî bi nirxa asîdê û nirxa hîdroksîl tê xuyang kirin. Nirxa asîdê behsa hejmara mîlîgramên KOH dike ku ji bo bêbandorkirina 1 g rezîna hişk bi tîtrasyonê bi KOH hewce ye. Nirxa hîdroksîl behsa hejmara mîlîgramên KOH dike ku ji bo bêbandorkirina tevahî ya komên OH di 1 g rezîna hişk de bi tîtrasyonê bi KOH hewce ye. Bi heman awayî, rezînên polîester, rezînên akrîlîk, û rezînên amînî jî mîqdarek diyarkirî ji komên karboksîl û hîdroksîl dihewînin. Cûdahî di madeyên xav ên ku ji bo sentezkirina rezînan têne bikar anîn de ye; mînakî, komên karboksîl di rezînên akrîlîk de ji asîda akrîlîk têne, û komên hîdroksîl ji asîda hîdroksakrîlîk têne. Mîqdarên komên karboksîl û hîdroksîl di rezînên amînî de jî ji hev cuda ne. Nirxa asîdê, nirxa hîdroksîl û vîskozîtî hemî nîşaneyên girîng ên rezînan in, ku rasterast bandorê li performansa wan dikin.
Vegere ser mijara rezînên amînî, em pêşî li avahiya wan binêrin:
Wêne 1:
Wêne 2
Wêne 1 rezînek amînî ya qismî alkîlkirî nîşan dide ku komên alkoksî, îmîno û hîdroksîmetîl dihewîne. Ger em xeleka şeş-endamî ya ku ji hêla atomên karbon û nîtrojenê ve hatî çêkirin wekî îskeletek bihesibînin, şax an avahiyên ku ji wê hatine wergirtin dikarin bi awayekî mecazî wekî sê serî û şeş baskên wan werin wesifandin. Guhertinên bêhejmar di taybetmendiyên rezînên amînî de tam ji ber cûdahiyên di van şeş "baskan" û rêzik û kombînasyonên wan ên tevlihev in.
Wêne 2 avahiyek HMMM ya pir simetrîk nîşan dide, ango rezînek amînî ya bi tevahî metîlekirî, ku tenê yek komeke fonksiyonel heye: koma metoksî, ku îdealîzekirî ye. Ji ber ku pileya eterîfîkasyonê di hilberîna rastîn de nikare bigihîje 1:6 (ya herî bilind), rezîna amînî ya bi navê bi tevahî metîlekirî dê her gav hin komên îmîno û hîdroksîmetîl dihewîne.
Werin em bi têgihîştina prensîbên rezînên amînî dest pê bikin da ku em li ser taybetmendiyên wan fêr bibin:
Gava yekem di sentezkirina rezînê de ew e ku melamîn bi formaldehîdê re di hebûna katalîzatorekê de reaksiyon bike da ku polîhîdroksîmetîl melamîn çêbibe. Hemû atomên hîdrojenê yên çalak ên li ser xeleka trîazînê dikarin werin veguheztin komên hîdroksîmetîl, lê di rastiyê de, 2 heta 6 mol formaldehîd li ser xeleka trîazînê reaksiyonê nîşan didin. Atomên hîdrojenê yên çalak ên mayî yên nereaktîf bi komên îmîno têne temsîl kirin. Wekî ku em ê paşê bibînin, ev kom di pêvajoya hişkbûnê de bi rêya polîmerîzasyona xwe-kondensasyonê rolek girîng dilîzin.
Polîhîdroksîmetîl melamîn pir nearam e û di çareserkerên pêçanê yên kevneşopî de çareserbûna wê bi sînor e. Rezîneyên amînî bi giranî wekî ajanên girêdana xaçerê û saxkirinê di pêçanan de kar dikin. Ji bo çêkirina ajanek girêdana xaçerê ya guncaw ji bo pêçanan, koma hîdroksîmetîl bi gelemperî bi alkolek zincîra kurt tê eterîzekirin da ku reaktîvîteya wê kêm bike û lihevhatina wê bi materyalên fîlmçêker ên kevneşopî û çareserkerên alîfatîk re baştir bike. Metanol û bûtanol bi gelemperî wekî alkolên zincîra kurt têne bikar anîn. Bi kontrolkirina mîqdara metanol an bûtanolê ya lêzêdekirî û şert û mercên din, rezînên amînî bi pileya eterîfîkasyonê ya cûda dikarin werin bidestxistin.
Tenê cihên ku bi formaldehîdê (komên hîdroksîmetîl) re reaksiyon kirine dikarin bi alkolan werin qutkirin; atomên hîdrojenê yên ku reaksiyon nîşan nedane (komên îmîno) bi alkolên zincîra kurt re reaksiyonê nîşan nadin. Wekî din, ev reaksiyon nîşan dide ku her şeş komên hîdroksîmetîl bi alkolan re reaksiyonê dikin da ku heksaalkoksîmetîl melamînê çêbikin, ev tê vê wateyê ku reaksiyona yek heta şeş komên hîdroksîmetîl bi alkolan re bi rastî dikare were kontrol kirin. Ji ber vê yekê me celebên wusa cûda yên rezînên amînî hene.
Xwe-polîmerîzasyon ji rezînên amînî :
Giraniya molekulî ya rezînên amînî bi rêjeya xwe-kondensasyonê an jîgirêdana xaçerêyîdi navbera komên fonksiyonel (îmîno, hîdroksîmetîl, alkoksîmetîl) li ser zengila trîazînê û molekulên melamînê de. Di sepanên dawîn de, asta polîmerîzasyona girêdana xaçerêyî bi girîngî bandorê li giraniya molekulî ya rezîna amînî û performansa fîlma pêçandinê dike.
Reaksiyona xwe-kondensasyonê ya rezînên amînî dikare bi rêya jêrîn çêbibe:
Wêne 3:
Reaksiyona li milê çepê pireke metîlenê çêdike, lê reaksiyona li milê rastê pireke metîlen eterê çêdike. Asta pirbûnê di rezînên amînî de bi gelemperî wekî asta polîmerîzasyonê (DP) tê îfadekirin: DP = giraniya molekulî / giraniya her zengila trîazînê. Rezîneyên amînî yên destpêkê bi piranî xwe-polîmerîze dikirin, bi DP > 3.0. Pêşketinên teknolojîk gengaz kirine ku xwe-kondensasyon di rezînên amînî yên qedandî de were kêmkirin. Niha, rezînên melamînê yên bazirganî yên berdest DP-yên wan bi qasî 1.1 kêm in.
Bandora sereke ya giraniya molekulî ya rezîna amînî di vîskozîteya pêçanê de xuya dike. Rezînên melamînê yên bi DP > 2.0 divê bi çareserkerê heta %50-80 hişk werin şilkirin da ku vîskozîteya guncaw bi dest bixin. Rezînên melamînê yên celebê monomer bi DP di navbera 1.1 û 1.5 de bi gelemperî di forma hişkên %100 bi bandor de têne peyda kirin; çareserkerên zêde bandorek girîng li ser VOC-yên pêçana qedandî dikin. Giraniya molekulî ya rezînên amînî di heman demê de bandorê li reaksiyona saxkirina pêçanê û taybetmendiyên fîlmê dike. Sîstemek pêçanê ku rezîna amînî ya DP-ya bilind bikar tîne dê di demek kurttir de bigihîje dendika girêdana xaçerê ya diyarkirî ji pergala pêçanê ku rezîna amînî ya bi heman avahî lê DP-ya kêmtir bikar tîne. Ji ber vê yekê, pêçanên ku ajanên girêdana xaçerê ya DP-ya bilind dihewînin ji bo ku bigihîjin heman rewşa saxkirinê, hewceyê katalîzatorek kêmtir an katalîzatorek asîdê ya qelstir in. Bandora giraniya molekulî li ser taybetmendiyên fîlmê bi giranî di rêza nermbûnê de ye. Pêçanên ku bi rezînên amînî yên DP-ya bilind têne saxkirin rêjeyek bilindtir a girêdanên amînî-amîno û kêmtir girêdanên amînî-laq hene. Ev cureyê avahiya tora xaçerêyî pêçek bi hişkbûnek baş çêdike lê dibe ku şikestî be. Ev carinan dikare bi hilbijartina rezînek boyaxê ya nermtir were telafî kirin. Lêbelê, sepanên ku pêçandinên pir nerm hewce dikin bi gelemperî rezînên amînî yên monomerîk hewce dikin.
Polyesterên ku komên karboksîl dihewînin dikarin bi melamîn-formaldehîdê re reaksiyonê bikin da ku pêçanên rûberî yên termoset ên bikêrhatî bi rêzek fireh ji taybetmendiyên fîzîkî çêbikin.
Gelek rezînên melamîn-formaldehîd ên bûtîlkirî ji hêla bazirganî ve maqûl in, bi giranî ji ber cûdahiyên di pileya destpêkê ya polîmerîzasyonê (giraniya molekulî) û rêjeya komên alkoksî bi yên bê komên hîdroksîmetîl û hîdrojenên amînoyî de. Ev cûdahî bandorê li vîskozîteya şilavê, lihevhatina melamîn bi polîester re, û leza saxkirina enamelê dikin. Rezînên melamîn ên kevneşopî, bi komên hîdroksîl ên alî re reaksiyonê dikin, di serî de bi molekulên polîester re xaçerê dibin. Ji ber ku reaksiyona xaçerêkirinê bi katalîzasyona asîdê ve tê kirin, di germahiyên saxkirinê yên di navbera 120°C û 150°C de, asîdên bihêz bi gelemperî bandorê li reaksiyona xaçerêkirina rezînên polîester dikin; lêbelê, hin polîester di asîdên pir qels de hewceyê katalîzasyona asîdê ya zêde ne da ku pergala enamelê sax bikin.
Diyardeya jêrîn heye: Ji bilî reaksiyona girêdana xaçerêyî ya melamîn-polyester, rezîna melamîn-formaldehîd a bûtîlekirî jî reaksiyoneke xwe-kondensasyonê derbas dike. Ango, rezîna amînî ji bo çêkirina avahiyek tora melamîn, xwe-girêdanê derbas dike. Ev reaksiyon di heman demê de bi reaksiyona melamîn-polyester re çêdibe û reaksiyoneke reqabetê ye. Sedema vê reaksiyonê ev e ku, ji bilî komên butoksî, rezîna melamîn-formaldehîd a bûtîlekirî komên metîl ên hîdrokarbonê yên azad û hîdrojen ji komên îmîno jî dihewîne, ku hemî dikarin bi hev re reaksiyonê bikin. Dema ku rezîna amînî xwe-girêdanê derbas dike, ew ê hin fonksiyonên xwe winda bike.
Her çend girêdana xwe-xaçerêyî pir caran hişkbûn û berxwedana kîmyewî ya mezintir dide pêçanan, ew dibe sedema windabûnek girîng a elastîkbûnê. Ji bo bidestxistina elastîkbûnek têr di vernîşên polîester de...
Heksametoxîmetîl melamîn (HMMM) rezînek amînî ya monomerîk a bi tevahî hîdroksîmetîlekirî û bi tevahî metîlekirî ye. Mîna melamîn-formaldehîda bûtîlekirî, dema germkirinê bi komên hîdroksîl ên rezîna polîester re reaksiyonek girêdana xaçerêyî derbas dike, û madeyek hişk a ku nerm nabe çêdike. Di bingeh de, bêyî katalîzatorek asîdî, HMMM dê bi demek dirêj an germahiya zêde re jî xwe-girêdanê neke. Lêbelê, HMMM-ya girseyî dê di 150°C de di hebûna katalîzatorek asîdî ya bihêz de reaksiyonek xwe-girêdanê bike. Berevajî vê, tewra di nebûna asîdek bihêz de jî, rezînên melamîn û urea yên bûtîlekirî yên kevneşopî dê bi zêdebûna germahiyê re reaksiyonên xwe-girêdana xaçerêyî yên bihêz derbas bikin.
Reaksiyona hişkbûna rezînên amînî:
Ji ber ku rezînên amînî ji bo girêdana molekulên sereke yên materyalê fîlmçêker di nav avahiyek torê de têne bikar anîn, reaksiyona hev-kondensasyonê ya rezînên amînî bi rezînên boyaxê re pir balkêş e. Nimûneyek tîpîk reaksiyona eterîfîkasyonê (guhertinê) ye.ji komên hîdroksîl li ser rezînên boyaxê û komên alkoksimetîl li ser rezînên amînî.
Di bin şert û mercên katalîzatorên germî û asîdê de (bi gelemperî şert û mercên hişkkirinê), girêdana xaçerêyî bi lez çêdibe, hemî komên hîdroksîl ên berdest li ser boyaxê bi hev ve girêdide. Bi rastî, dema ku avahiya tora polîmer çêdibe, şilbûna reaktantan kêm dibe, û hin komên hîdroksîl bê reaksiyon dihêle. Bi gelemperî, dema ku di pêçanê de li gorî rêjeya îdeal zêde rezîna amînî hebe, komên alkoksî yên mayî dikarin beşdarî reaksiyonên din bibin an jî di fîlma pêçanê de bê reaksiyon bimînin. Wekî ku berê hate gotin, rezînên amînî bi hêsanî xwe-girêdidin û bi hev re reaksiyonê dikin, ku di dema hilberînê de dibe sedema zêdebûna giraniya molekulî. Ev reaksiyon di dema hişkkirina pêçanê de jî çêdibin. Bi vî rengî, li şûna ku faktorek neyînî be, astek diyarkirî ya xwe-girêdana rezînên amînî ji bo bidestxistina matrîksek polîmer a baş-berxwedêr û bi zexmî pakkirî girîng e. Her sê komên fonksiyonel ên rezînên amînî beşdarî reaksiyonên xwe-girêdana xaçerêyî dibin, û di pêçanên rezîna melamînê yên bi tevahî alkîlkirî de ku ji hêla asîdên bihêz ve têne katalîzekirin, delîl hene ku ev reaksiyon piştî danûstandina eterê bi rezîna pêçanê re çêdibin. Di nebûna katalîzatorên derveyî an katalîzatorên asîdî yên qels de, ev reaksiyonên xwe-girêdanê di sîstemên rezîna melamînê de bi fonksiyona îmîno/an hîdroksîmetîl a bilind di asteke hîn mezintir de çêdibin. Di her du rewşan de jî, reaksiyoneke xwe-polîmerîzasyonê ya sivik ji bo avakirina avahiyek torê ya baş girîng e.
Di dema saxkirina pêçanên bi rezînên amînî yên bi hev ve girêdayî, reaksiyonên din ên ku çêdibin rakirina formaldehîdê û hîdrolîz in. Rakirina formaldehîdê di germahiyên saxkirina normal de bi hêsanî pêk tê, ku hema hema yekane sedema berdana formaldehîdê di dema saxkirina rezînên amînî de ye; formaldehîda din formaldehîda azad e.
Dema ku rezînên amînî bi hev ve girêdidin da ku fîlman çêbikin û hişk bibin, hin reaksiyonên hîdrolîzê çêdibin. Di vê pêvajoyê de, hin komên alkoksîmetîl vediguherin komên hîdroksîmetîl. Hîdrolîza rezînên melamînê yên bi naveroka îmîno an hîdroksîmetîl a bilind dikare ji hêla alkalîyan ve were katalîzekirin, û heta dikare di germahiya odeyê de hêdî hêdî çêbibe. Ev yek rezînên amînî bêtir meyla xwe-girêdanê dike, ku dibe sedema zêdebûna vîskozîteya pêçanê di dema hilanînê de. Ji bo pêşîgirtina li vê yekê, rezînên melamînê yên bi tevahî metilkirî an hev-çareserên ku li hember hîdrolîza alkalîyê berxwedêr in dikarin di pêçanên li ser bingeha avê de werin bikar anîn. Rezînên melamînê yên bi tevahî alkîlîzekirî di pergalên li ser bingeha avê de li hember hîdrolîza bi katalîzekirina alkalîyê berxwedêr in. Rezînên melamînê yên bi tevahî alkîlîzekirî û qismî alkîlîzekirî di pergalên li ser bingeha avê de li hember hîdrolîza bi katalîzekirina asîdê berxwedêr nînin; ji ber vê yekê, divê katalîzatorek asîdê ya astengkirî di pergala li ser bingeha avê de were bikar anîn.
Eger hûn dixwazin bêtir bizaninajana girêdana xaçerêyîhilberan, ji kerema xwe bi me re têkilî daynin.
Dema şandinê: 19ê Kanûna Pêşîn a 2025an