Хэрэглээний тоймамин давирхайн хөндлөн холбогч бодисууд
Термосет бүрхүүлд амин давирхай (меламин-формальдегид, бензомеламин-формальдегид, мочевин-формальдегидийн давирхай)-ийн гол үүрэг нь химийн урвалаар дамжуулан гол хальс үүсгэгч материалын молекулуудыг гурван хэмжээст сүлжээний бүтэц болгон хөндлөн холбох явдал юм. Энэхүү сүлжээний бүтцийг амин давирхайн молекулууд хальс үүсгэгч материалын молекулууд дээрх функциональ бүлгүүдтэй урвалд орж, мөн бусад амин давирхайн молекулуудтай конденсацийн полимержилтээр нэгэн зэрэг олж авдаг. Амин давирхай нь анхдагч ба хоёрдогч гидроксил бүлэг, карбоксил бүлэг, амидын бүлэг агуулсан полимерүүдтэй амархан урвалд ордог; тиймээс амин давирхайг нийлэг, полиэстр, алкид эсвэл эпокси давирхай дээр суурилсан будгийн системд түгээмэл ашигладаг.
Амин давирхайг мөн тодорхой хэрэглээнд зориулсан бүрхүүлийн ерөнхий гүйцэтгэлийг сайжруулахын тулд полиуретан системд бүрэх нэмэлт болгон ашигладаг.
Амин давирхайн үйл ажиллагааны зарчим:
Жигнэмэгийн лаканд агуулагдах амин давирхайн ач холбогдол нь бүрхүүл дэх эзлэх хувь хэмжээнээс хамаагүй давсан байдаг. Бүрхүүлийн найрлагын дизайнд амин давирхайн химийн шинж чанарыг хэрхэн ашиглахыг ойлгох нь улам бүр чухал болж байна. Жишээлбэл,Хэрэв бүрэх найруулагчид бүрэх хальсны тодорхой шинж чанарт сэтгэл дундуур байвал дараах аргуудыг ашиглан тохируулж болно.
1. Кино үүсгэгч давирхайг сайжруулах буюу дахин сонгох;
2. Амин давирхайг сонгох (метил эфиржилт эсвэл бутил эфиржилт, эфиржилтийн зэргийг сонгох гэх мэт);
3. Кино үүсгэгч давирхай ба амин давирхайн харьцаа.
4. Катализаторын сонголт (нэмэх эсэх, хэр их нэмэх).
Дээрх дөрвөн цэг бүгд, эхнийхээс бусад нь,амин давирхайтай холбоотой. Амин давирхайн шинж чанар нь тэдгээрийн функциональ бүлгүүд болон идэвхжилээс хамаарна.; Тиймээс амин давирхайн бүтцийг ойлгох нь маш чухал юм. Гэсэн хэдий ч амин давирхайг ойлгохоосоо өмнө тэдгээртэй хамт хэрэглэгддэг эзэн давирхайн талаар үндсэн ойлголттой байх нь чухал юм.
Өмнө дурдсанчлан, амин давирхай нь голчлоналкидийн давирхай, акрилийн давирхай, полиэстр давирхай болон эпокси давирхайтай хослуулан хэрэглэдэгАлкидийн давирхайг голчлон полиол болон полихүчлийн давирхайгаас эфиржилтээр нийлэгжүүлдэг. Синтезийн үед спиртүүд ерөнхийдөө илүүдэл байдаг; полихүчлийн зарим карбоксил бүлгүүд бүрэн урвалд орохгүй байж магадгүй бөгөөд үүний үр дүнд алкидийн давирхай нь тодорхой хэмжээний карбоксил ба гидроксил бүлгийг агуулдаг. Карбоксил ба гидроксил бүлгүүдийн хэмжээг ихэвчлэн хүчиллэг утга ба гидроксил утгаар тодорхойлдог. Хүчлийн утга нь 1 г хатуу давирхайг KOH-оор титрлэх замаар саармагжуулахад шаардагдах миллиграмм KOH-ийн тоог хэлнэ. Гидроксил утга нь 1 г хатуу давирхай дахь OH бүлгүүдийг KOH-оор титрлэх замаар бүрэн саармагжуулахад шаардагдах миллиграмм KOH-ийн тоог хэлнэ. Үүнтэй адилаар полиэстр давирхай, акрилийн давирхай, амин давирхай нь тодорхой хэмжээний карбоксил ба гидроксил бүлгийг агуулдаг. Ялгаа нь давирхайг нийлэгжүүлэхэд ашигласан түүхий эдэд оршино; жишээлбэл, акрилийн давирхай дахь карбоксил бүлгүүд нь акрилийн хүчилээс, гидроксил бүлгүүд нь гидроксиакрилийн хүчилээс гардаг. Амин давирхай дахь карбоксил ба гидроксил бүлгийн хэмжээ мөн өөр өөр байдаг. Хүчлийн утга, гидроксил утга, зуурамтгай чанар нь давирхайн чухал үзүүлэлтүүд бөгөөд тэдгээрийн гүйцэтгэлд шууд нөлөөлдөг.
Амин давирхайн сэдэв рүү буцаж оръё, эхлээд тэдгээрийн бүтцийг авч үзье.
Зураг 1:
Зураг 2
Зураг 1-т алкокси, имино, гидроксиметил бүлгүүдийг агуулсан хагас алкилжуулсан амин давирхайг харуулав. Хэрэв бид нүүрстөрөгч ба азотын атомуудаас үүссэн зургаан гишүүнтэй цагиргийг араг яс гэж үзвэл үүнээс үүссэн мөчир буюу бүтцийг гурван толгой, зургаан гартай гэж дүрслэн хэлж болно. Амин давирхайн шинж чанарын олон янз байдал нь эдгээр зургаан "гар"-ын ялгаа болон тэдгээрийн нарийн төвөгтэй зохион байгуулалт, хослолуудаас үүдэлтэй юм.
Зураг 2-т маш тэгш хэмтэй HMMM бүтэц, өөрөөр хэлбэл бүрэн метилжүүлсэн амин давирхайг харуулав. Энэ нь зөвхөн нэг функциональ бүлэгтэй: метокси бүлэг бөгөөд үүнийг идеалчилсан болно. Эфиржих түвшин нь бодит үйлдвэрлэлд 1:6 (хамгийн өндөр) хүрч чадахгүй тул бүрэн метилжүүлсэн амин давирхай гэгддэг бодис нь үргэлж зарим имино ба гидроксиметил бүлгүүдийг агуулна.
Амин давирхайн шинж чанаруудын талаар мэдэхийн тулд тэдгээрийн зарчмуудыг ойлгож эхэлье.
Давирхайг нийлэгжүүлэх эхний алхам бол катализаторын дэргэд меламиныг формальдегидтэй урвалд оруулж, полигидроксиметил меламин үүсгэх явдал юм. Триазины цагираг дээрх бүх идэвхтэй устөрөгчийн атомуудыг гидроксиметил бүлэг болгон хувиргаж болох боловч үнэн хэрэгтээ триазины цагирагт 2-6 моль формальдегид урвалд ордог. Үлдсэн урвалд ороогүй идэвхтэй устөрөгчийн атомуудыг имино бүлгүүдээр төлөөлдөг. Дараа нь харах болно, эдгээр бүлгүүд нь өөрөө конденсацлах полимержилтээр дамжуулан хатуурах процесст чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
Полигидроксиметил меламин нь маш тогтворгүй бөгөөд уламжлалт бүрхүүлийн уусгагчдад хязгаарлагдмал уусдаг. Амин давирхай нь бүрхүүлд голчлон хөндлөн холбоос болон хатууруулагч бодис болж үйлчилдэг. Бүрхүүлд тохиромжтой хөндлөн холбоос үүсгэгч бодисыг бий болгохын тулд гидроксиметил бүлгийг урвалд орох чадварыг нь бууруулж, уламжлалт хальс үүсгэгч материал болон алифатик уусгагчтай нийцтэй байдлыг сайжруулахын тулд богино гинжин спиртээр эфиржүүлдэг. Метанол болон бутанолыг богино гинжин спирт болгон түгээмэл хэрэглэдэг. Нэмэгдсэн метанол эсвэл бутанолын хэмжээ болон бусад нөхцлийг хянаснаар янз бүрийн зэрэгтэй эфиржүүлэлттэй амин давирхайг гаргаж авах боломжтой.
Зөвхөн формальдегид (гидроксиметил бүлэг)-тэй урвалд орсон хэсгүүдийг л спиртээр бүрхэж болно; урвалд ороогүй устөрөгчийн атомууд (имин бүлэг) нь богино гинжин спирттэй урвалд ордоггүй. Цаашилбал, энэ урвал нь зургаан гидроксиметил бүлэг бүгд спирттэй урвалд орж гексаалкоксиметил меламин үүсгэдэг болохыг харуулж байгаа бөгөөд энэ нь нэгээс зургаан гидроксиметил бүлгийн спирттэй урвалд орохыг үнэхээр хянаж болно гэсэн үг юм. Тийм ч учраас бидэнд ийм өөр төрлийн амин давирхай байдаг.
Өөрөө полимержих амин давирхайн :
Амин давирхайн молекул жинг өөрөө конденсацлах зэргээр эсвэлхөндлөн холбоостриазины цагираг дээрх функциональ бүлгүүд (имин, гидроксиметил, алкоксиметил) болон меламин молекулуудын хооронд. Эцсийн хэрэглээнд хөндлөн холбоос полимержилтийн зэрэг нь амин давирхайн молекул жин болон бүрхүүлийн хальсны гүйцэтгэлд мэдэгдэхүйц нөлөөлдөг.
Амин давирхайн өөрөө конденсацлах урвал дараах замаар явагдаж болно.
Зураг 3:
Зүүн талын урвал нь метилен гүүр үүсгэдэг бол баруун талын урвал нь метилен эфирийн гүүр үүсгэдэг. Амин давирхай дахь гүүрний түвшинг ихэвчлэн полимержилтийн зэрэг (DP) гэж илэрхийлдэг: DP = триазины цагираг бүрийн молекул жин / жин. Эртний амин давирхайнууд нь ихэвчлэн өөрөө полимерждэг байсан бөгөөд DP нь > 3.0 байв. Технологийн дэвшил нь бэлэн болсон амин давирхай дахь өөрөө конденсацийг багасгах боломжийг олгосон. Одоогийн байдлаар худалдаанд байгаа меламин давирхайнууд нь DP-ийн хамгийн бага утга нь 1.1 байна.
Амин давирхайн молекул жингийн гол нөлөө нь бүрхүүлийн зуурамтгай чанарт тусгагдсан байдаг. DP > 2.0 меламин давирхайг тохирох зуурамтгай чанарт хүрэхийн тулд уусгагчаар 50%-80% хатуу бодис хүртэл шингэлэх шаардлагатай. DP нь 1.1-1.5 хооронд байдаг мономер хэлбэрийн меламин давирхайг ихэвчлэн 100% үр дүнтэй хатуу хэлбэрээр нийлүүлдэг; нэмэлт уусгагч нь дууссан бүрхүүлийн VOC-д мэдэгдэхүйц нөлөө үзүүлдэг. Амин давирхайн молекул жин нь бүрхүүлийн хатуурах урвал болон хальсны шинж чанарт нөлөөлдөг. Өндөр DP-тэй амин давирхай ашигладаг бүрхүүлийн систем нь ижил бүтэцтэй боловч бага DP-тэй амин давирхай ашигладаг бүрхүүлийн системээс богино хугацаанд заасан хөндлөн холбоосын нягтралд хүрнэ. Тиймээс өндөр DP-тэй хөндлөн холбоосын бодис агуулсан бүрхүүл нь ижил хатуурах төлөвт хүрэхийн тулд бага катализатор эсвэл сул хүчиллэг катализатор шаарддаг. Молекулын жингийн хальсны шинж чанарт үзүүлэх нөлөө нь голчлон уян хатан байдлын хүрээнд байдаг. Өндөр DP-тэй амин давирхайгаар хатууруулсан бүрхүүл нь амин-амин холбооны өндөр хувь, амин-лак холбоо бага агуулдаг. Энэ төрлийн хөндлөн холбоос сүлжээний бүтэц нь сайн хатуулагтай бүрхүүл үүсгэдэг боловч хэврэг байж болно. Үүнийг заримдаа илүү уян хатан будагны давирхайг сонгосноор нөхөж болно. Гэсэн хэдий ч өндөр уян хатан бүрхүүл шаарддаг програмуудад ерөнхийдөө мономер амин давирхай шаардлагатай байдаг.
Карбоксил бүлэг агуулсан полиэстрүүд нь меламин-формальдегидтэй урвалд орж, олон төрлийн физик шинж чанартай ашигтай термосет гадаргуугийн бүрхүүл үүсгэдэг.
Бутилжуулсан меламин-формальдегидийн олон давирхай нь арилжааны хувьд ашигтай байдаг бөгөөд энэ нь голчлон полимержилтийн анхны түвшин (молекулын жин) болон алкокси бүлгүүдийн гидроксиметил бүлэг ба амин устөрөгчгүй харьцааны ялгаанаас шалтгаалдаг. Эдгээр ялгаа нь шингэний зуурамтгай чанар, меламиныг полиэстртэй нийцүүлэх байдал, паалангийн хатуурах хурдад нөлөөлдөг. Уламжлалт меламин давирхай нь хажуугийн гидроксил бүлгүүдтэй урвалд ордог бөгөөд голчлон полиэстр молекулуудтай хөндлөн холбогддог. Хөндлөн холболтын урвал нь хүчиллэг катализждаг тул 120°C-150°C хоорондох хатууралтын температурт хүчтэй хүчил нь полиэстр давирхайн хөндлөн холболтын урвалд нөлөөлдөг; гэсэн хэдий ч зарим полиэстрүүд нь паалангийн системийг хатууруулахын тулд маш сул хүчилд нэмэлт хүчлийн катализ шаарддаг.
Дараах үзэгдэл байдаг: Меламин-полиэстерийн хөндлөн холбоос урвалаас гадна бутилжуулсан меламин-формальдегидийн давирхай нь өөрөө конденсацийн урвалд ордог. Өөрөөр хэлбэл, амин давирхай нь меламин сүлжээний бүтцийг үүсгэхийн тулд өөрөө хөндлөн холбоос үүсгэдэг. Энэ урвал нь меламин-полиэстерийн урвалтай нэгэн зэрэг явагддаг бөгөөд өрсөлдөгч урвал юм. Энэ урвалын шалтгаан нь бутокси бүлгүүдээс гадна бутилжуулсан меламин-формальдегидийн давирхай нь чөлөөт нүүрсустөрөгчийн метил бүлэг болон имино бүлгээс гаралтай устөрөгч агуулдаг бөгөөд эдгээр нь бүгд хоорондоо урвалд орж чаддаг. Амин давирхай нь өөрөө хөндлөн холбоос үүсгэсний дараа зарим функцээ алддаг.
Өөрөө хөндлөн холбоос үүсгэх нь бүрхүүлд илүү хатуулаг, химийн эсэргүүцлийг өгдөг боловч уян хатан чанараа мэдэгдэхүйц алддаг. Полиэстр лаканд хангалттай уян хатан чанарыг бий болгохын тулд...
Гексаметоксиметил меламин (HMMM) нь бүрэн гидроксиметилжүүлсэн ба бүрэн метилжүүлсэн мономер амин давирхай юм. Бутилжуулсан меламин-формальдегидтэй төстэй нь халаахад полиэстр давирхайн гидроксил бүлгүүдтэй хөндлөн холболтын урвалд орж, зөөлрүүлдэггүй хатуу бодис үүсгэдэг. Үндсэндээ хүчиллэг катализаторгүй бол HMMM нь удаан хугацаагаар эсвэл температур нэмэгдсэн ч өөрөө хөндлөн холболтод орохгүй. Гэсэн хэдий ч их хэмжээний HMMM нь хүчтэй хүчлийн катализаторын дэргэд 150°C-д өөрөө хөндлөн холболтын урвалд орно. Үүний эсрэгээр, хүчтэй хүчил байхгүй байсан ч уламжлалт бутилжуулсан меламин ба мочевин давирхай нь температур нэмэгдэхийн хэрээр хүчтэй өөрөө хөндлөн холболтын урвалд орно.
Амин давирхайг хатууруулах урвал:
Амин давирхайг гол хальс үүсгэгч материалын молекулуудыг сүлжээний бүтэц болгон хөндлөн холбоход ашигладаг тул амин давирхайг будгийн давирхайтай хамт конденсацийн урвал явуулах нь маш сонирхолтой юм. Ердийн жишээ бол эфиржилт (солилцоо) урвал юм.Будагны давирхай дээрх гидроксил бүлгүүд болон амин давирхай дээрх алкоксиметил бүлгүүдийн.
Дулаан болон хүчиллэг катализаторын (ихэвчлэн хатуурах нөхцөл) нөхцөлд хөндлөн холбоос хурдан явагдаж, будаг дээрх бүх гидроксил бүлгүүдийг холбодог. Үнэндээ полимер сүлжээний бүтэц үүсэх үед урвалжуудын шингэн чанар буурч, зарим гидроксил бүлгүүд урвалд ороогүй үлддэг. Ерөнхийдөө, бүрхүүлд хамгийн тохиромжтой харьцаатай харьцуулахад илүүдэл амин давирхай байгаа үед үлдсэн алкокси бүлгүүд бусад урвалд оролцох эсвэл бүрхүүлийн хальсанд урвалд ороогүй үлдэж болно. Өмнө дурдсанчлан, амин давирхай нь өөрөө хөндлөн холбоос үүсгэж, бие биетэйгээ урвалд ордог бөгөөд энэ нь үйлдвэрлэлийн явцад молекулын жин нэмэгдэхэд хүргэдэг. Эдгээр урвалууд нь бүрхүүлийн хатуурах үед бас явагддаг. Тиймээс сөрөг хүчин зүйл биш харин амин давирхайн тодорхой хэмжээний өөрөө хөндлөн холбоос нь сайн бат бөх, нягт савлагдсан полимер матриц авахад чухал үүрэгтэй. Амин давирхайн гурван функциональ бүлэг бүгд өөрөө хөндлөн холбоосын урвалд оролцдог бөгөөд хүчтэй хүчлээр катализжуулсан бүрэн алкилжуулсан меламин давирхайн бүрхүүлд эдгээр урвалууд бүрхүүлийн давирхайтай эфир солилцсоны дараа явагддаг гэсэн нотолгоо байдаг. Гадны катализатор эсвэл сул хүчиллэг катализатор байхгүй үед эдгээр өөрөө хөндлөн холбоос үүсгэх урвалууд нь өндөр имино/эсвэл гидроксиметил функцтэй меламин давирхайн системд бүр ч их хэмжээгээр явагддаг. Аль ч тохиолдолд сайн сүлжээний бүтцийг бүрдүүлэхэд бага зэрэг өөрөө полимержих урвал чухал үүрэгтэй.
Амин давирхайн хөндлөн холбоостой бүрхүүлийг хатууруулах явцад бусад урвалууд нь формальдегидийг зайлуулах ба гидролиз юм. Формальдегидийг зайлуулах нь хэвийн хатууралтын температурт амархан явагддаг бөгөөд энэ нь амин давирхайг хатууруулах явцад формальдегид ялгарах бараг цорын ганц шалтгаан юм; нөгөө формальдегид нь чөлөөт формальдегид юм.
Амин давирхай нь хөндлөн холбогдож хальс үүсгэж, хатуурах үед зарим гидролизийн урвал явагддаг. Энэ процессын явцад зарим алкоксиметил бүлгүүд гидроксиметил бүлэг болж хувирдаг. Имино эсвэл гидроксиметил агууламж өндөртэй меламин давирхайн гидролизийг шүлтүүд катализжуулж, өрөөний температурт ч удаан явагдаж болно. Энэ нь амин давирхайг өөрөө хөндлөн холболт үүсгэхэд илүү өртөмтгий болгодог бөгөөд хадгалах явцад бүрхүүлийн зуурамтгай чанар нэмэгдэхэд хүргэдэг. Үүнээс зайлсхийхийн тулд шүлтийн гидролизд тэсвэртэй бүрэн метилжүүлсэн меламин давирхай эсвэл хамт уусгагчийг усан суурьтай бүрхүүлд ашиглаж болно. Бүрэн алкилжүүлсэн меламин давирхай нь усан суурьтай системд шүлтлэг катализжуулсан гидролизд тэсвэртэй байдаг. Бүрэн алкилжуулсан болон хэсэгчлэн алкилжуулсан меламин давирхай нь усан суурьтай системд хүчиллэг катализжуулсан гидролизд тэсвэртэй биш; тиймээс усан суурьтай системд бөглөрсөн хүчиллэг катализатор ашиглах шаардлагатай.
Хэрэв та илүү ихийг мэдэхийг хүсвэлхөндлөн холбоос үүсгэгч бодисбүтээгдэхүүн, бидэнтэй холбоо барина уу.
Нийтэлсэн цаг: 2025 оны 12-р сарын 19