куллануга гомуми күзәтүаминокислоталарны үзара бәйләүче агентлар
Термосет капламаларында амино сумалаларның (меламин-формальдегид, бензомеламин-формальдегид һәм мочевина-формальдегид сумалалары) төп роле - төп пленка формалаштыручы материал молекулаларын химик реакцияләр аша өч үлчәмле челтәр структурасына бәйләү. Бу челтәр структурасы амино сумала молекулаларының пленка формалаштыручы материал молекулаларындагы функциональ төркемнәр белән реакциясе аша һәм бер үк вакытта башка амино сумала молекулалары белән конденсация полимеризациясе аша алына. Амин сумалалары беренчел һәм икенчел гидроксил төркемнәрен, карбоксил төркемнәрен һәм амид төркемнәрен үз эченә алган полимерлар белән җиңел реакциягә керә; шуңа күрә амино сумалалар гадәттә акрил, полиэстер, алкид яки эпоксид сумалаларына нигезләнгән буяу системаларында кулланыла.
Амин сумалалары шулай ук полиуретан системаларында кайбер кушымталар өчен каплауларның гомуми эшчәнлеген яхшырту өчен каплау өстәмәләре буларак кулланыла.
Амино сумалаларның эшләү принцибы:
Амин сумалаларының пешерү лакларындагы әһәмияте аларның каплаулардагы өлешеннән күпкә артып китә. Каплау формулаларын эшләүдә амин сумалаларының химик үзлекләрен ничек кулланырга икәнен аңлау барган саен мөһимрәк була бара. Мәсәлән,Әгәр каплау формулаларын ясаучылар каплау пленкасының кайбер үзенчәлекләреннән канәгать булмаса, алар аларны түбәндәге ысуллар ярдәмендә көйли алалар:
1. Пленка формалаштыручы сумаланың үзен яхшырту яки яңадан сайлау;
2. Амино сумалаларны сайлау (метил эфирификациясе яки бутил эфирификациясе, һәм эфирификация дәрәҗәсен сайлау һ.б.);
3. Пленка формалаштыручы сумаланың амино сумалага нисбәте.
4. Катализатор сайлау (аны өстәргәме, юкмы, һәм күпме өстәргә).
Югарыдагы дүрт пунктның барысы да, беренчесеннән кала,аминокислоталарга карый. Аминокислоталарның үзлекләре аларның функциональ төркемнәренә һәм активлыгына бәйле.; шуңа күрә аминокислоталар структурасын аңлау бик мөһим. Ләкин аминокислоталар структурасын аңлаганчы, алар белән бергә кулланыла торган хуҗа матдәләре турында төп аңлау булырга тиеш.
Алдан әйтелгәнчә, аминокислоталар, нигездә,алкид сумалалары, акрил сумалалары, полиэстер сумалалары һәм эпоксид сумалалары белән бергә кулланылаАлкид сумалалары, нигездә, полиоллардан һәм поликислоталы сумалалардан эфирлаштыру аша синтезлана. Синтез вакытында спиртлар, гадәттә, артык була; поликислоталардагы кайбер карбоксил төркемнәре тулысынча реакциягә кермәскә мөмкин, нәтиҗәдә алкид сумалаларында билгеле бер күләмдә карбоксил һәм гидроксил төркемнәре була. Карбоксил һәм гидроксил төркемнәренең күләме гадәттә кислота кыйммәте һәм гидроксил кыйммәте белән характерлана. Кислоталы сумма 1 г каты сумаланы KOH белән титрлау юлы белән нейтральләштерү өчен кирәкле миллиграмм KOH санын күрсәтә. Гидроксил кыйммәте 1 г каты сумаладагы OH төркемнәрен KOH белән титрлау юлы белән тулысынча нейтральләштерү өчен кирәкле миллиграмм KOH санын күрсәтә. Шулай ук, полиэстер сумалалары, акрил сумалалары һәм амин сумалалары да билгеле бер күләмдә карбоксил һәм гидроксил төркемнәрен үз эченә ала. Аерма сумалаларны синтезлау өчен кулланылган чималда; мәсәлән, акрил сумалаларындагы карбоксил төркемнәре акрил кислотасыннан, ә гидроксил төркемнәре гидроксиакрил кислотасыннан килә. Амин сумалаларындагы карбоксил һәм гидроксил төркемнәренең күләме дә төрлечә. Әчелек, гидроксил һәм ябышлык - сумалаларның мөһим күрсәткечләре, алар турыдан-туры аларның эшчәнлегенә тәэсир итә.
Амин сумалалары темасына кире кайтып, әйдәгез, башта аларның структурасына күз салыйк:
1 нче рәсем:
2 нче рәсем
1 нче рәсемдә алкокси, имино һәм гидроксиметил төркемнәрен үз эченә алган өлешчә алкиллаштырылган амин сумала күрсәтелгән. Әгәр без углерод һәм азот атомнары белән барлыкка килгән алты әгъзалы боҗраны скелет дип карасак, аннан алынган тармакларны яки структураларны өч башлы һәм алты куллы дип сурәтләргә мөмкин. Амин сумалаларының үзлекләрендәге күпсанлы үзгәрешләр нәкъ менә шушы алты "кул"дагы һәм аларның катлаулы урнашуындагы һәм комбинацияләрендәге аермалар белән бәйле.
2 нче рәсемдә гаять симметрик HMMM структурасы күрсәтелгән, ягъни тулысынча метилләнгән амин сумаласы, аның бер генә функциональ төркеме бар: идеальләштерелгән метокси төркеме. Чынлыкта җитештерүдә эфирификация дәрәҗәсе 1:6 га (иң югары) җитә алмаганлыктан, тулысынча метилләнгән амин сумаласы дип аталган составта һәрвакыт кайбер имино һәм гидроксиметил төркемнәре булачак.
Әйдәгез, аминокислоталарның үзлекләрен өйрәнү өчен аларның принципларын аңлап башлыйк:
Смоланы синтезлауның беренче адымы - катализатор катнашында меламинны формальдегид белән реакциягә кертү һәм полигидроксиметил меламин барлыкка китерү. Триазин боҗрасындагы барлык актив водород атомнары гидроксиметил төркемнәренә әйләндерелергә мөмкин, ләкин чынлыкта триазин боҗрасына 2 дән 6 мольгә кадәр формальдегид реакциягә керә. Калган реакциягә кермәгән актив водород атомнары имино төркемнәре белән күрсәтелә. Соңрак күрербез, бу төркемнәр үз-үзен конденсацияләү полимеризациясе аша кату процессында мөһим роль уйный.
Полигидроксиметил меламин бик тотрыксыз һәм гадәти каплау эреткечләрендә чикләнгән эрүчәнлеккә ия. Амин сумалалары, нигездә, капламаларда аркылы бәйләүче һәм катыручы агентлар булып хезмәт итә. Капламалар өчен яраклы аркылы бәйләүче агент булдыру өчен, гидроксиметил төркеме гадәттә кыска чылбырлы спирт белән эфирлаштырыла, бу аның реактивлыгын киметү һәм гадәти пленка формалаштыручы материаллар һәм алифатик эреткечләр белән туры килүен яхшырту өчен кулланыла. Метанол һәм бутанол гадәттә кыска чылбырлы спиртлар буларак кулланыла. Өстәлгән метанол яки бутанол күләмен һәм башка шартларны контрольдә тотып, төрле эфирлаштыру дәрәҗәләре булган амин сумалалары алырга мөмкин.
Формальдегид (гидроксиметил төркемнәре) белән реакциягә кергән урыннар гына спиртлар белән капланырга мөмкин; реакциягә кермәгән водород атомнары (имин төркемнәре) кыска чылбырлы спиртлар белән реакциягә керми. Моннан тыш, бу реакция алты гидроксиметил төркеменең дә спиртлар белән реакциягә кереп, гексаалкоксиметил меламин барлыкка китерүен күрсәтә, бу бердән алтыга кадәр гидроксиметил төркемнәренең спиртлар белән реакциясен чыннан да контрольдә тотарга мөмкин дигәнне аңлата. Шуңа күрә бездә төрле амин сумалалары бар.
Үз-үзен полимерлаштыру аминокислоталар :
Амин сумалаларының молекуляр авырлыгы үзконденсация дәрәҗәсе якикросс-бәйләүтриазин боҗрасындагы функциональ төркемнәр (имин, гидроксиметил, алкоксиметил) һәм меламин молекулалары арасында. Куллануның соңгы этабында, аркылы бәйләү полимеризациясе дәрәҗәсе аминокислотаның молекуляр авырлыгына һәм каплау пленкасының эшчәнлегенә сизелерлек йогынты ясый.
Амин сумалаларының үз-үзен конденсацияләү реакциясе түбәндәге юл белән барырга мөмкин:
3 нче рәсем:
Сул яктагы реакция метилен күперен барлыкка китерә, ә уң яктагы реакция метилен эфир күперен барлыкка китерә. Амин сумалаларында күперләнү дәрәҗәсе гадәттә полимерлашу дәрәҗәсе (DP) буларак күрсәтелә: DP = һәр триазин боҗрасының молекуляр авырлыгы / авырлыгы. Баштагы амин сумалалары күбесенчә үз-үзен полимерлаштыра иде, DP > 3.0 иде. Технологик казанышлар әзер амин сумалаларында үз-үзен конденсацияләүне минимальләштерергә мөмкинлек бирде. Хәзерге вакытта коммерциядә сатыла торган меламин сумалаларының DPлары 1,1 гә кадәр түбән.
Амин сумалаларының молекуляр авырлыгының төп йогынтысы каплауның ябышлыгында чагыла. DP > 2.0 булган меламин сумалаларын кирәкле ябышлыкка ирешү өчен эреткеч белән 50%–80% каты матдәләргә кадәр сыеклатырга кирәк. DP 1.1 һәм 1.5 арасындагы мономер тибындагы меламин сумалалары гадәттә 100% нәтиҗәле каты матдәләр рәвешендә бирелә; өстәмә эреткечләр әзер каплауның VOCларына зур йогынты ясый. Амин сумалаларының молекуляр авырлыгы шулай ук каплауның катыру реакциясенә һәм пленка үзлекләренә тәэсир итә. Югары DP-лы амино сумала кулланган каплау системасы билгеләнгән аркылы бәйләнеш тыгызлыгына шул ук структуралы, ләкин түбәнрәк DP-лы амино сумала кулланган каплау системасына караганда кыскарак вакыт эчендә ирешәчәк. Шуңа күрә, югары DP-лы аркылы бәйләнеш агентларын үз эченә алган каплаулар шул ук катыру халәтенә ирешү өчен азрак катализатор яки көчсезрәк кислота катализаторы таләп итә. Молекуляр авырлыкның пленка үзлекләренә йогынтысы, нигездә, сыгылмалылык диапазонында. Югары DP-лы амино сумалалар белән катыртылган каплауларда амино-амино бәйләнешләрнең югарырак проценты һәм азрак амино-лак бәйләнешләре бар. Бу төрдәге челтәр структурасы яхшы катылыктагы каплама барлыкка китерә, ләкин сынучан булырга мөмкин. Кайвакыт моны сыгылмалырак буяу сумаласын сайлау белән компенсацияләргә мөмкин. Ләкин, югары сыгылмалы капламалар таләп итә торган кушымталар, гадәттә, мономер амин сумалаларын таләп итә.
Карбоксил төркемнәрен үз эченә алган полиэстерлар меламин-формальдегид белән реакциягә кереп, төрле физик үзлекләргә ия файдалы термосет өслек каплауларын барлыкка китерә ала.
Күп бутилланган меламин-формальдегид сумалалары коммерция максатларында куллануга яраклы, нигездә, полимерлашуның башлангыч дәрәҗәсендәге аермалар (молекуляр авырлык) һәм алкокси төркемнәренең гидроксиметил төркемнәре һәм аминоводородлары булмаганнарга нисбәте аркасында. Бу аермалар сыеклыкның ябышлыгына, меламинның полиэстер белән туры килүчәнлегенә һәм эмальнең катыру тизлегенә тәэсир итә. Традицион меламин сумалалары, ян гидроксил төркемнәре белән реакциягә кереп, нигездә полиэстер молекулалары белән үзара бәйләнеш урнаштыра. Аралашу реакциясе кислота катализланганлыктан, 120°C һәм 150°C арасындагы катыру температурасында, көчле кислоталар гадәттә полиэстер сумалаларының үзара бәйләнеш реакциясенә тәэсир итә; ләкин кайбер полиэстерлар эмаль системасын катыру өчен бик көчсез кислоталарда өстәмә кислота катализын таләп итә.
Түбәндәге күренеш бар: Меламин-полиэстерның үзара бәйләнеш реакциясеннән тыш, бутилланган меламин-формальдегид сумаласы да үз-үзен конденсацияләү реакциясенә керә. Ягъни, амин сумаласы үз-үзен үзара бәйләнешкә кереп, меламин челтәр структурасын барлыкка китерә. Бу реакция меламин-полиэстер реакциясе белән бер үк вакытта бара һәм көндәшлек реакциясе булып тора. Бу реакциянең сәбәбе шунда ки, бутокси төркемнәреннән тыш, бутилланган меламин-формальдегид сумаласында шулай ук ирекле углеводород метил төркемнәре һәм имино төркемнәреннән водород бар, алар барысы да бер-берсе белән реакциягә керә ала. Амин сумаласы үз-үзен үзара бәйләнешкә кергәч, ул кайбер функцияләрен югалтачак.
Үз-үзенә бәйләү еш кына капламаларга зуррак катылык һәм химик каршылык бирсә дә, ул эластиклыкның сизелерлек югалуына китерә. Полиэстер лакларында җитәрлек эластиклыкка ирешү өчен...
Гексаметоксиметил меламин (HMMM) - тулысынча гидроксиметилланган һәм тулысынча метилланган мономер амин сумаласы. Бутилланган меламин-формальдегидка охшаш рәвештә, ул җылытканда полиэстер сумаласының гидроксил төркемнәре белән үзара бәйләнеш реакциясенә керә, йомшармый торган каты матдә барлыкка китерә. Нигездә, кислота катализаторы булмаганда, HMMM озак вакыт яки температура күтәрелгән очракта да үз-үзенә бәйләнешкә кермәячәк. Ләкин, күпләп җитештерелгән HMMM 150°C температурада көчле кислота катализаторы булганда үз-үзенә бәйләнеш реакциясенә керәчәк. Киресенчә, көчле кислота булмаганда да, гадәти бутилланган меламин һәм мочевина сумалалары температура арткан саен көчле үз-үзенә бәйләнеш реакцияләренә керәчәк.
Амин сумалаларының катыру реакциясе:
Амин сумалалары төп пленка формалаштыручы материал молекулаларын челтәр структурасына тоташтыру өчен кулланылганлыктан, амин сумалаларының буяу сумалалары белән бергә конденсацияләнү реакциясе зур кызыксыну уята. Гадәти мисал - эфирификация (алмашу) реакциясе.буяу сумалаларындагы гидроксил төркемнәре һәм амин сумалаларындагы алкоксиметил төркемнәре.
Җылылык һәм кислота катализаторлары шартларында (гадәттә катыру шартларында), кросс-бәйләнеш тиз бара, буяудагы барлык гидроксил төркемнәрен тоташтыра. Чынлыкта, полимер челтәр структурасы формалашканда, реагентларның сыеклыгы кими, кайбер гидроксил төркемнәре реакциягә керми. Гадәттә, капламада идеаль нисбәт белән чагыштырганда артык амин сумала булганда, калган алкокси төркемнәре башка реакцияләрдә катнаша ала яки каплама пленкасында реакциягә керми кала ала. Алда әйтелгәнчә, амин сумалалары җиңел генә үз-үзенә кросс-бәйләнеш ясый һәм бер-берсе белән реакциягә керә, нәтиҗәдә җитештерү вакытында молекуляр авырлык арта. Бу реакцияләр каплама катыру вакытында да була. Шулай итеп, тискәре фактор булу урынына, амин сумалаларының билгеле бер дәрәҗәдә үз-үзенә кросс-бәйләнеше яхшы чыдам, тыгыз урнаштырылган полимер матрицасын алу өчен бик мөһим. Амин сумалаларының өч функциональ төркеме дә үз-үзенә кросс-бәйләнеш реакцияләрендә катнаша, һәм көчле кислоталар белән катализланган тулысынча алкилланган меламин сумала капламаларында бу реакцияләрнең каплама сумаласы белән эфир алмашуыннан соң баруы турында дәлилләр бар. Тышкы катализаторлар яки көчсез кислота катализаторлары булмаганда, бу үз-үзен бәйләү реакцияләре югары имино/яки гидроксиметил функциональлеге булган меламин сумала системаларында тагын да күбрәк була. Ике очракта да, яхшы челтәр структурасын формалаштыру өчен җиңел үз-үзен полимерлаштыру реакциясе бик мөһим.
Амин сумалалары белән бәйләнгән капламаларны катыру вакытында башка реакцияләр дә була - формальдегидны бетерү һәм гидролиз. Формальдегидны бетерү гадәти катыру температурасында җиңел бара, бу амин сумалаларын катыру вакытында формальдегид бүленеп чыгуның бердәнбер сәбәбе диярлек; икенче формальдегид - ирекле формальдегид.
Амин сумалалары пленкалар барлыкка китереп катырганда, кайбер гидролиз реакцияләре бара. Бу процесс барышында кайбер алкоксиметил төркемнәре гидроксиметил төркемнәренә әйләнә. Югары имино яки гидроксиметил күләме булган меламин сумалаларының гидролизы селтеләр белән катализланырга мөмкин, хәтта бүлмә температурасында да әкрен барырга мөмкин. Бу амин сумалаларының үз-үзенә якын бәйләнешкә бирешүчәнлеген арттыра, бу саклау вакытында каплауның ябышлыгының артуына китерә. Моңа юл куймас өчен, су нигезендәге каплауларда тулысынча метилланган меламин сумалалары яки селте гидролизына чыдам эреткечләр кулланылырга мөмкин. Тулысынча алкилланган меламин сумалалары су нигезендәге системаларда селте катализланган гидролизга чыдам. Тулысынча алкилланган һәм өлешчә алкилланган меламин сумалалары су нигезендәге системаларда кислота катализланган гидролизга чыдам түгел; шуңа күрә су нигезендәге системада блокланган кислота катализаторы кулланылырга тиеш.
Күбрәк белү теләсәгезкросс-линкинг агентыпродуктлар, безнең белән элемтәгә керергә курыкмагыз.
Бастырып чыгару вакыты: 2025 елның 19 декабре