Колдонулушуна серепамин чайырларын кайчылаш байланыштыруучу агенттер
Термосеттик каптамалардагы амин чайырларынын (меламин-формальдегид, бензомеламин-формальдегид жана мочевина-формальдегид чайырлары) негизги ролу - негизги пленка түзүүчү материалдын молекулаларын химиялык реакциялар аркылуу үч өлчөмдүү тармактык түзүлүшкө кайчылаш байланыштыруу. Бул тармактык түзүлүш амин чайыр молекулаларынын пленка түзүүчү материалдын молекулаларындагы функционалдык топтор менен реакциясы жана бир эле учурда башка амин чайыр молекулалары менен конденсациялык полимерлешүү аркылуу алынат. Амин чайырлары биринчилик жана экинчилик гидроксил топторун, карбоксил топторун жана амид топторун камтыган полимерлер менен оңой реакцияга кирет; ошондуктан, амин чайырлары көбүнчө акрил, полиэстер, алкид же эпоксид чайырларына негизделген боёк системаларында колдонулат.
Амин чайырлар ошондой эле полиуретан системаларында белгилүү бир колдонмолор үчүн каптоолордун жалпы иштешин жакшыртуу үчүн каптоо кошулмалары катары колдонулат.
Амин чайырларынын иштөө принциби:
Бышыруучу лактардагы аминокислоталардын мааниси алардын каптамалардагы үлүшүнөн алда канча ашып түшөт. Каптама формуласын иштеп чыгууда аминокислоталардын химиялык касиеттерин кантип колдонууну түшүнүү барган сайын маанилүү болуп баратат. Мисалы,Эгерде каптоо формулаларын жасоочулар каптоо пленкасынын айрым касиеттерине нааразы болсо, алар аларды төмөнкү ыкмаларды колдонуп тууралай алышат:
1. Пленка түзүүчү чайырдын өзүн жакшыртуу же кайра тандоо;
2. Амин чайырларын тандоо (метил эфирификациясы же бутил эфирификациясы жана эфирификация даражасын тандоо ж.б.);
3. Плёнка пайда кылуучу чайырдын амино чайырга болгон катышы.
4. Катализаторду тандоо (аны кошуу керекпи же жокпу жана канча кошуу керек).
Жогорудагы төрт пункттун баары, биринчисинен тышкары,амин чайырларына тиешелүү. Амин чайырларынын касиеттери алардын функционалдык топторуна жана активдүүлүгүнө жараша болот.; ошондуктан, амино чайырлардын түзүлүшүн түшүнүү абдан маанилүү. Бирок, амино чайырларды түшүнүүдөн мурун, алар менен бирге колдонулган негизги чайырлар жөнүндө негизги түшүнүккө ээ болуу маанилүү.
Жогоруда айтылгандай, амин чайырлары негизиненалкид чайырлары, акрил чайырлары, полиэстер чайырлары жана эпоксид чайырлары менен бирге колдонулатАлкид чайырлары негизинен полиолдордон жана поликислота чайырларынан этерификация аркылуу синтезделет. Синтез учурунда спирттер, адатта, ашыкча болот; поликислоталардын айрым карбоксил топтору толук реакцияга кирбеши мүмкүн, натыйжада алкид чайырларында белгилүү бир өлчөмдө карбоксил жана гидроксил топтору болот. Карбоксил жана гидроксил топторунун саны, адатта, кислотанын мааниси жана гидроксил мааниси менен мүнөздөлөт. Кислота мааниси 1 г катуу чайырды KOH менен титрлөө аркылуу нейтралдаштыруу үчүн талап кылынган KOH миллиграммдарынын санын билдирет. Гидроксил мааниси 1 г катуу чайырдагы OH топторун KOH менен титрлөө аркылуу толугу менен нейтралдаштыруу үчүн талап кылынган KOH миллиграммдарынын санын билдирет. Ошо сыяктуу эле, полиэстер чайырлары, акрил чайырлары жана амин чайырлары да белгилүү бир өлчөмдө карбоксил жана гидроксил топторун камтыйт. Айырмачылык чайырларды синтездөө үчүн колдонулган чийки затта жатат; мисалы, акрил чайырларындагы карбоксил топтору акрил кислотасынан, ал эми гидроксил топтору гидроксиакрил кислотасынан келип чыгат. Амин чайырларындагы карбоксил жана гидроксил топторунун саны да ар кандай болот. Кислоталык мааниси, гидроксил мааниси жана илешкектүүлүк чайырлардын маанилүү көрсөткүчтөрү болуп саналат жана алардын иштешине түздөн-түз таасир этет.
Амин чайырлары темасына кайрылып, алгач алардын түзүлүшүн карап көрөлү:
1-сүрөт:
2-сүрөт
1-сүрөттө алкокси, имино жана гидроксиметил топторун камтыган жарым-жартылай алкилденген амин чайыры көрсөтүлгөн. Эгерде көмүртек жана азот атомдору түзгөн алты мүчөлүү шакекти скелет катары карасак, андан келип чыккан бутактарды же түзүлүштөрдү үч башы жана алты колу бар деп образдуу түрдө сүрөттөөгө болот. Амин чайырларынын касиеттериндеги сансыз айырмачылыктар дал ушул алты "колдун" жана алардын татаал жайгашуусунун жана айкалыштарынын айырмачылыктарынан келип чыгат.
2-сүрөттө өтө симметриялуу HMMM түзүлүшү, башкача айтканда, толугу менен метилденген амин чайыры, бир гана функционалдык тобу бар: идеалдаштырылган метокси тобу. Эфирификация даражасы чыныгы өндүрүштө 1:6га (эң жогорку) жете албагандыктан, толугу менен метилденген амин чайыры деп аталган заттын курамында ар дайым бир нече имино жана гидроксиметил топтору болот.
Келгиле, алардын касиеттери жөнүндө билүү үчүн аминокислоталардын принциптерин түшүнүүдөн баштайлы:
Чайырды синтездөөнүн биринчи кадамы - меламинди катализатордун катышуусунда формальдегид менен реакцияга киргизип, полигидроксиметил меламинди пайда кылуу. Триазин шакекчесиндеги бардык активдүү суутек атомдору гидроксиметил топторуна айландырылышы мүмкүн, бирок чындыгында триазин шакекчесине 2ден 6 мольге чейинки формальдегид реакцияга кирет. Калган реакцияга кирбеген активдүү суутек атомдору имино топтору менен көрсөтүлөт. Кийинчерээк көрө турганыбыздай, бул топтор өзүн-өзү конденсациялоо полимеризациясы аркылуу катуулануу процессинде маанилүү ролду ойнойт.
Полигидроксиметилмеламин өтө туруксуз жана кадимки каптоочу эриткичтерде чектелүү эрийт. Амин чайырлары негизинен каптоодо кайчылаш байланыштыруучу жана кургатуучу агент катары кызмат кылат. Каптоо үчүн ылайыктуу кайчылаш байланыштыруучу агентти түзүү үчүн, гидроксиметил тобу реактивдүүлүгүн төмөндөтүү жана кадимки пленка түзүүчү материалдар жана алифаттык эриткичтер менен шайкештигин жакшыртуу үчүн, адатта, кыска чынжырлуу спирт менен эфирленет. Метанол жана бутанол көбүнчө кыска чынжырлуу спирттер катары колдонулат. Кошулган метанолдун же бутанолдун көлөмүн жана башка шарттарды көзөмөлдөө менен, ар кандай эфирлештирүү даражасына ээ амин чайырларын алууга болот.
Формальдегид (гидроксиметил топтору) менен реакцияга кирген жерлерди гана спирттер менен каптоого болот; реакцияга кирбеген суутек атомдору (имин топтору) кыска чынжырлуу спирттер менен реакцияга кирбейт. Андан тышкары, бул реакция алты гидроксиметил тобунун баары спирттер менен реакцияга кирип, гексаалкоксиметил меламинди пайда кылаарын көрсөтөт, башкача айтканда, бирден алтыга чейинки гидроксиметил топторунун спирттер менен реакциясын чындыгында башкарууга болот. Мына ошондуктан бизде амин чайырларынын түрлөрү ушунчалык ар түрдүү.
Өзүн-өзү полимерлөө аминокислота чайырларынын :
Амин чайырларынын молекулярдык салмагы өзүн-өзү конденсациялоо даражасы жекайчылаш шилтеметриазин шакекчесиндеги функционалдык топтордун (имин, гидроксиметил, алкоксиметил) жана меламин молекулаларынын ортосундагы байланыш. Акыркы колдонмолордо кайчылаш байланыш полимерлешүү даражасы амино чайырдын молекулярдык салмагына жана каптоо пленкасынын иштешине олуттуу таасир этет.
Амин чайырларынын өзүн-өзү конденсациялоо реакциясы төмөнкү жол менен жүрүшү мүмкүн:
3-сүрөт:
Сол жактагы реакция метилен көпүрөсүн, ал эми оң жактагы реакция метилен эфир көпүрөсүн түзөт. Амин чайырларындагы көпүрөлөрдүн пайда болуу даражасы, адатта, полимерленүү даражасы (DP) катары көрсөтүлөт: DP = ар бир триазин шакекчесинин молекулярдык салмагы / салмагы. Алгачкы амин чайырлар көбүнчө өзүн-өзү полимерлештирип, DP > 3.0 болгон. Технологиялык жетишкендиктер даяр амин чайырларындагы өзүн-өзү конденсациялоону минималдаштырууга мүмкүндүк берди. Учурда коммерциялык жактан жеткиликтүү меламин чайырларынын DPлери 1.1ге чейин жетет.
Амин чайырынын молекулярдык салмагынын негизги таасири каптоо илешкектүүлүгүндө чагылдырылат. DP > 2.0 болгон меламин чайырлары тиешелүү илешкектикке жетүү үчүн эриткич менен 50%–80% катуу заттарга чейин суюлтулушу керек. DP 1.1 жана 1.5 ортосундагы мономер тибиндеги меламин чайырлары, адатта, 100% эффективдүү катуу заттар түрүндө берилет; кошумча эриткичтер даяр каптоодогу учуучу органикалык бирикмелерге олуттуу таасир этет. Амин чайырларынын молекулярдык салмагы каптоону катуулоо реакциясына жана пленканын касиеттерине да таасир этет. Жогорку DP амино чайырын колдонгон каптоо системасы көрсөтүлгөн кайчылаш байланыштыруу тыгыздыгына ошол эле түзүлүштөгү, бирок төмөнкү DP болгон амино чайырын колдонгон каптоо системасына караганда кыска убакытта жетет. Ошондуктан, жогорку DP кайчылаш байланыштыруучу агенттерди камтыган каптоолор бирдей катуулануу абалына жетүү үчүн азыраак катализаторду же алсызыраак кислота катализаторун талап кылат. Молекулярдык салмактын пленканын касиеттерине тийгизген таасири негизинен ийкемдүүлүк диапазонунда. Жогорку DP амино чайырлары менен катууланган каптоолордо амино-амино байланыштардын жогорку пайызы жана азыраак амино-лак байланыштары бар. Мындай кайчылаш байланыштыруучу тармактык түзүлүш жакшы катуулуктагы каптоону түзөт, бирок морт болушу мүмкүн. Кээде муну ийкемдүү боёк чайырын тандоо менен компенсациялоого болот. Бирок, өтө ийкемдүү каптоолорду талап кылган колдонмолор үчүн, адатта, мономердик амин чайырлары талап кылынат.
Карбоксил топторун камтыган полиэстерлер меламин-формальдегид менен реакцияга кирип, ар кандай физикалык касиеттерге ээ пайдалуу термосеттик беттик каптоолорду пайда кыла алат.
Көптөгөн бутилденген меламин-формальдегид чайырлары коммерциялык жактан пайдалуу, негизинен полимерлешүүнүн баштапкы даражасындагы (молекулярдык салмагы) жана алкокси топторунун гидроксиметил топтору жана амин суутектери жокторго болгон катышындагы айырмачылыктардан улам. Бул айырмачылыктар суюктуктун илешкектүүлүгүнө, меламинин полиэстер менен шайкештигине жана эмалдын катуу ылдамдыгына таасир этет. Каптал гидроксил топтору менен реакцияга кирген салттуу меламин чайырлары негизинен полиэстер молекулалары менен кайчылаш байланышат. Кайчылаш байланыш реакциясы кислота менен катализденгендиктен, 120°C жана 150°C ортосундагы катуу температураларында күчтүү кислоталар, адатта, полиэстер чайырларынын кайчылаш байланыш реакциясына таасир этет; бирок, кээ бир полиэстерлер эмаль системасын катуулоо үчүн өтө алсыз кислоталарда кошумча кислота катализин талап кылат.
Төмөнкү кубулуш бар: Меламин-полиэстердин кайчылаш байланыш реакциясынан тышкары, бутилденген меламин-формальдегид чайыры да өзүн-өзү конденсациялоо реакциясына кирет. Башкача айтканда, амин чайыры меламин тармактык түзүлүшүн түзүү үчүн өзүн-өзү кайчылаш байланышка өтөт. Бул реакция меламин-полиэстер реакциясы менен бир убакта жүрөт жана атаандаш реакция болуп саналат. Бул реакциянын себеби, бутокси топторунан тышкары, бутилденген меламин-формальдегид чайырында эркин углеводород метил топтору жана имино топторунан суутек да бар, алардын баары бири-бири менен реакцияга кирише алат. Амин чайыры өзүн-өзү кайчылаш байланышка өткөндөн кийин, ал өзүнүн айрым функцияларын жоготот.
Өзүн-өзү кайчылаш байланыштыруу көбүнчө каптамаларга катуулукту жана химиялык туруктуулукту жогорулатса да, ал ийкемдүүлүктүн олуттуу жоголушуна алып келет. Полиэстер лактарында жетиштүү ийкемдүүлүккө жетүү үчүн...
Гексаметоксиметил меламин (HMMM) толугу менен гидроксиметилденген жана толугу менен метилденген мономердик амин чайыры болуп саналат. Бутилденген меламин-формальдегидге окшош, ал ысытканда полиэстер чайырынын гидроксил топтору менен кайчылаш байланыш реакциясына кирип, жумшарбаган катуу затты пайда кылат. Негизинен, кислота катализатору жок, HMMM узак убакыт же жогорулаган температурада да өзүн-өзү кайчылаш байланышка кирбейт. Бирок, көлөмдүү HMMM күчтүү кислота катализаторунун катышуусунда 150°C температурада өзүн-өзү кайчылаш байланыш реакциясына кирет. Тескерисинче, күчтүү кислота жок болсо да, кадимки бутилденген меламин жана мочевина чайырлары температуранын жогорулашы менен күчтүү өзүн-өзү кайчылаш байланыш реакцияларынан өтөт.
Амин чайырларынын катуулануу реакциясы:
Амин чайырлар негизги пленка түзүүчү материалдын молекулаларын тармактык түзүлүшкө кайчылаш байланыштыруу үчүн колдонулгандыктан, амин чайырларынын боёк чайырлары менен биргеликте конденсациялануу реакциясы чоң кызыгууну жаратат. Типтүү мисал катары эфирификация (алмашуу) реакциясын келтирүүгө болот.боёк чайырларындагы гидроксил топторунун жана амин чайырларындагы алкоксиметил топторунун.
Жылуулук жана кислота катализаторлорунун шарттарында (адатта катуулануу шарттарында) кайчылаш байланыш тездик менен жүрөт, боёктогу бардык жеткиликтүү гидроксил топторун бириктирет. Чындыгында, полимердик тармактык түзүлүш пайда болгондо, реагенттердин суюктугу азаят, кээ бир гидроксил топтору реакцияга кирбей калат. Адатта, каптамада идеалдуу катышка салыштырмалуу амин чайыры ашыкча болгондо, калган алкокси топтору башка реакцияларга катышышы же каптама пленкасында реакцияга кирбей калышы мүмкүн. Жогоруда айтылгандай, амин чайырлар оңой эле өзүн-өзү кайчылаш байланыштырат жана бири-бири менен реакцияга киришет, бул өндүрүш учурунда молекулярдык салмактын жогорулашына алып келет. Бул реакциялар каптаманы катуулоо учурунда да болот. Ошентип, терс фактор болбостон, амин чайырларынын белгилүү бир деңгээлде өзүн-өзү кайчылаш байланышы жакшы бышык, тыгыз оролгон полимер матрицасын алуу үчүн абдан маанилүү. Амин чайырларынын үч функционалдык тобу тең өзүн-өзү кайчылаш байланыштыруу реакцияларына катышат жана күчтүү кислоталар менен катализделген толугу менен алкилденген меламин чайыр каптамаларында бул реакциялар каптама чайыры менен эфир алмашуудан кийин пайда болгондугуна далилдер бар. Тышкы катализаторлор же алсыз кислота катализаторлору жок болгондо, бул өз ара байланышуу реакциялары жогорку имино/же гидроксиметил функционалдуулугу бар меламин чайыр системаларында ого бетер көп кездешет. Эки учурда тең, жакшы тармактык түзүлүштү түзүү үчүн бир аз өз алдынча полимерлешүү реакциясы абдан маанилүү.
Амин чайырлары менен кайчылаш байланышкан каптамаларды айыктыруу учурунда башка реакциялар формальдегидди жок кылуу жана гидролиз болуп саналат. Формальдегидди жок кылуу кадимки айыктыруу температурасында оңой жүрөт, бул амин чайырларын айыктыруу учурунда формальдегиддин бөлүнүп чыгышынын дээрлик бирден-бир себеби; башка формальдегид эркин формальдегид болуп саналат.
Амин чайырлар пленкаларды пайда кылуу жана катуулануу үчүн кайчылаш байланышта болгондо, кээ бир гидролиз реакциялары жүрөт. Бул процессте айрым алкоксиметил топтору гидроксиметил топторуна айланат. Имино же гидроксиметил курамы жогору болгон меламин чайырларынын гидролизи щелочтор менен катализдениши мүмкүн жана ал тургай бөлмө температурасында жай жүрүшү мүмкүн. Бул амин чайырларын өзүн-өзү кайчылаш байланыштырууга жакыныраак кылат, бул сактоо учурунда каптаманын илешкектүүлүгүнүн жогорулашына алып келет. Мунун алдын алуу үчүн, суу негизиндеги каптамаларда толугу менен метилденген меламин чайырлары же щелочтуу гидролизге туруктуу эриткичтер колдонулушу мүмкүн. Толугу менен алкилденген меламин чайырлары суу негизиндеги системаларда щелочтуу-катализделген гидролизге туруктуу. Толугу менен алкилденген жана жарым-жартылай алкилденген меламин чайырлары суу негизиндеги системаларда кислота-катализделген гидролизге туруктуу эмес; ошондуктан, суу негизиндеги системада бөгөттөлгөн кислота катализатору колдонулушу керек.
Көбүрөөк билгиңиз келсекайчылаш шилтеме берүүчү агентөнүмдөр, биз менен байланышуудан тартынбаңыз.
Жарыяланган убактысы: 2025-жылдын 19-декабры