Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Dr. Molnárné Hamvas Lívia Ragasztó és felületkezelő anyagok Kötőanyagok kémiája Aminoplasztok.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Dr. Molnárné Hamvas Lívia Ragasztó és felületkezelő anyagok Kötőanyagok kémiája Aminoplasztok."— Előadás másolata:

1 dr. Molnárné Hamvas Lívia Ragasztó és felületkezelő anyagok Kötőanyagok kémiája Aminoplasztok

2 dr. Molnárné Hamvas Lívia Előző témakör Polimerek előállítása kismolekulájú anyagokból  polikondenzáció  poliaddíció  polimerizáció

3 dr. Molnárné Hamvas Lívia Polikondenzációs folyamatok egyensúlyi folyamat az egyensúly – és reakciósebesség – befolyásolása a Le Chatelier elv alapján:  a monomerek mólarányával  a kiindulási anyagok koncentrációjával  a közeg pH-jának és  a reakció hőmérsékletének megválasztásával

4 dr. Molnárné Hamvas Lívia Polimerek kémiai reakciói A poliaddíciós és polimerizációs reakció jellemzői:  a reakcióban melléktermék nem keletkezik  a polimer összetétele megegyezik a kiindulási polimerek összetételével  nem egyensúlyi folyamat  a termék mellett nincs szabad monomer  lépcsős mechanizmusú reakció, közel azonos aktiválási energiájú lépésekkel; láncreakció melyben az aktiváló ágens szabad gyök, kation vagy anion

5 dr. Molnárné Hamvas Lívia Láncreakció a növekedési szakaszban csak monomer kapcsolódhat a lánchoz a monomer koncentrációja folya- matosan csökken a polimerizáció során azonnal nagy moláris tömegű polimer képződik, a moláris tömeg gyakorlatilag nem változik a reakció során a reakcióidővel nő a kitermelés, de a moláris tömeg alig változik a reakcióelegy csak monomert, polimert és kb % növekvő láncot tartalmaz Lépcsőzetes reakció bármelyik két molekula reagálhat egymással a monomer korán elfogy a reakció- elegyből; ha a polimerizációs fok 10, monomer már csak 1% a polimer moláris tömege folyama- tosan nő a reakció alatt; nagy moláris tömeg eléréséhez hosszú reakcióidő kell a különböző moláris tömegű kom- ponensek eloszlása bármely idő- pillanatban kiszámítható

6 dr. Molnárné Hamvas Lívia Moláris tömeg és reakció típusok moláris tömeg elreagált monomer (%) 1 polimerizáció kondenzáció és addíció polimer képződés MnMn MwMw MwMw

7 dr. Molnárné Hamvas Lívia Kész polimerek reakciói Természetes és mesterséges makromolekulák átalakítása – cellulóz, PVAc  szabad funkciós csoportok reakciói  bomlási folyamatok Térhálósítási folyamatok

8 dr. Molnárné Hamvas Lívia Makromolekulák átalakítása Cellulóz – legnagyobb mennyiségben előforduló természetes polimer  évente ~10 18 tonna szerves anyag termelődik – kb. 40 %-a  a növényi sejtfalban különböző mennyiségben primer sejtfalban ~10 % szekunder sejtfalban ~50 % pamut96 %búzaszalma45 % lucfenyő64 %rizs-szalma42 % nyárfa53 %nád42 %

9 dr. Molnárné Hamvas Lívia Makromolekulák átalakítása Cellulóz   -D-glükóz monomerből 1,4-glikozidos kapcsolódással

10 dr. Molnárné Hamvas Lívia Makromolekulák átalakítása Cellulóz   -D-glükóz monomerből 1,4-glikozidos kapcsolódással láncmolekula – 6-7  m

11 dr. Molnárné Hamvas Lívia Makromolekulák átalakítása Cellulóz   -D-glükóz monomerből 1,4-glikozidos kapcsolódással láncmolekula – 6-7  m  láncok között H-kötés – rendezett szerkezet kialakulása

12 dr. Molnárné Hamvas Lívia Makromolekulák átalakítása Cellulóz   -D-glükóz monomerből 1,4-glikozidos kapcsolódással láncmolekula – 6-7  m  láncok között H-kötés – rendezett szerkezet kialakulása  polimerizációs fok: fa – 8 … ; pamut: 14 …  moláris tömeg: eléri az 1,5 millió g/mol-t

13 dr. Molnárné Hamvas Lívia Makromolekulák átalakítása Cellulóz  kristályos és amorf szerkezet  micellák: ~100 molekula H-kötéssel elemi fibrilla – 3-3,5 nm mikrofibrilla: elemi fibrilla cellulóz I – elemi cella előállítása növényi anyagokból kémiai feltárással savas, semleges, lúgos közegű: NaHSO 3, Na 2 SO 3, NaOH

14 dr. Molnárné Hamvas Lívia Makromolekulák átalakítása Cellulóz   -D-glükóz monomerből 1,4-glikozidos kapcsolódással láncmolekula – 6-7  m  láncok között H-kötés – rendezett szerkezet kialakulása  polimerizációs fok: fa – 8 … ; pamut: 14 …  moláris tömeg: eléri az 1,5 millió g/mol-t  redukáló poliszacharid – alkoholos és glükozidos -OH

15 dr. Molnárné Hamvas Lívia Makromolekulák átalakítása A cellulóz szabad alkoholos hidroxil-csoportjainak szubsztitúciós (kondenzációs) reakciói:  cellulóz észterek - nitrálás, acilezés cellulóz + sav v. anhidrid  cellulóz-észter + víz v. sav  cellulóz éterek - alkilezés, karboxilezés alkálicellulóz + klórozott CH v. sav  cellulóz-éter + NaCl

16 dr. Molnárné Hamvas Lívia Makromolekulák átalakítása A cellulóz szabad alkoholos hidroxil-csoportjainak szubsztitúciós (kondenzációs) reakciói:  cellulóz észterek - nitrálás, acilezés cellulóz + salétromsav  cellulóz-nitrát + víz

17 dr. Molnárné Hamvas Lívia Makromolekulák átalakítása Cellulóz-nitrát (NC)  nitráló elegy: % HNO % H 2 SO % H 2 O  nitrálási fok – oldhatóság (alkohol, észterek)  10,5-12,4 % N-tartalom – 1,8-2,4 OH-észterezett  oldószeres ragasztó, lakk

18 dr. Molnárné Hamvas Lívia

19 Makromolekulák átalakítása A cellulóz szabad alkoholos hidroxil-csoportjainak szubsztitúciós (kondenzációs) reakciói:  cellulóz észterek - nitrálás, acilezés cellulóz + karbonsavanhidrid  cellulóz-észter + sav cellulóz-acetát (CA), cellulóz-propionát, cellulóz-aceto- butirát (CAB)

20 dr. Molnárné Hamvas Lívia Makromolekulák átalakítása Cellulóz-acetát (CA)  acetilezés: ecetsav-anhidrid + jégecet + katalizátor  triacetát: hidrofób, rideg, nehezen oldható; szigetelésre  diacetát: acetonban oldható, elasztikus; impregnálásra

21 dr. Molnárné Hamvas Lívia Makromolekulák átalakítása A cellulóz szabad alkoholos hidroxil-csoportjainak szubsztitúciós (kondenzációs) reakciói:  cellulóz éterek - alkilezés, karboxilezés alkáli-cellulóz + klórozott CH  alkil-cellulóz + NaCl alkáli-cellulóz +klór-metánmetil-cellulóz klór-etánetil-cellulóz

22 dr. Molnárné Hamvas Lívia Makromolekulák átalakítása A cellulóz szabad alkoholos hidroxil-csoportjainak szubsztitúciós (kondenzációs) reakciói:  cellulóz éterek - alkilezés, karboxilezés alkáli-cellulóz + klórozott karbonsav  karboxi-cellulóz karboxi-metil-cellulóz

23 dr. Molnárné Hamvas Lívia Makromolekulák átalakítása Karboxi-metil-cellulóz (CMC)  éterezési fok: 0,6-1,0; Na-só formájában;  általános tapéta ragasztó;

24 dr. Molnárné Hamvas Lívia Makromolekulák átalakítása Poli(vinil-acetát)  poli(vinil-alkohol)  PVAc direkt hidrolízise savas vagy lúgos katalízissel - lineáris szerkezet, nincs oldallánc - hidrogén-kötések nagy száma miatt kristályos polimer - marad acetát-csoportja is térhálósítás:  szervetlen komplexképzőkkel  dikarbonsavak, diizocianátok

25 dr. Molnárné Hamvas Lívia Polikondenzációs termékek Kötő és ragasztó anyagok  aminoplasztok (UF, MF, UMF)  fenoplasztok (PF)  poliamidok (PA)  szilikonok (SI) Felületkezelő anyagok  poliészterek (alkidgyanták)  poliamidok (PA)  polikarbonátok (PC)

26 dr. Molnárné Hamvas Lívia

27

28 Aminoplasztok Reaktánsok  formaldehid vizes oldata  aminocsoportot tartalmazó vegyületek karbamid melamin tiokarbamid

29 dr. Molnárné Hamvas Lívia Karbamid-formaldehid gyanta (UF) gyengén lúgos közeg karbamid és formaldehid aránya dimetilol-karbamid képződési egyensúly mellett még 26 % H 2 CO elreagálatlan a termékek vízben jól oldódnak nincs tetrametilol további kapcsolódások

30 dr. Molnárné Hamvas Lívia Karbamid-formaldehid gyanta (UF) gyengén lúgos közegben éterhidas kapcsolódás láncvégi OH-csoportok kondenzálódása

31 dr. Molnárné Hamvas Lívia Karbamid-formaldehid gyanta (UF) gyengén savas közegben alacsony formaldehid aránynál metilénhidas kapcsolódás OH- és NH- csoportok kondenzálódása

32 dr. Molnárné Hamvas Lívia Karbamid-formaldehid gyanta (UF) egyensúlyi folyamat a reakciósebességet befolyásolja  a monomerek mólaránya  a kiindulási anyagok koncentrációja  a közeg pH-ja  a reakció hőmérséklete

33 dr. Molnárné Hamvas Lívia Karbamid-formaldehid gyanta (UF) egyensúlyi folyamat a ragasztó: oligomereket tartalmazó „féltermék”  egyensúlyi folyamat révén kiindulási anyagok és termékek szabad formaldehid: a gyantában reagálatlanul maradt formaldehid mennyisége

34 dr. Molnárné Hamvas Lívia Karbamid-formaldehid gyanta (UF) Szabad formaldehid tartalom  informál a karbamid:formaldehid arányról  hatással van a ragasztó felhasználására  befolyásolja a kötés során lehasadó formaldehid mennyiségét

35 dr. Molnárné Hamvas Lívia Karbamid-formaldehid gyanta (UF) Monomerek mólaránya  karbamid : formaldehid = 1 : 1,7 …2,2 sok metilol csoportot tartalmaz, vízben jól oldódó termék vizes oldatban jól tárolható, magas az el nem reagált formaldehid mennyisége nagy reaktivitású, gyorsan kötő gyanta  karbamid : formaldehid = 1 : 1,4 … 1,7 kevesebb metilol-csoportot és éterhidas kapcsolódást tartalmaz magasabb átalakulási fokig kondenzáltatott termék vízben rosszul oldódó, rosszul tárolható

36 dr. Molnárné Hamvas Lívia Karbamid-formaldehid gyanta (UF) A közeg kémhatása – a reakció sebességére savas és bázikus közegben savkatalizált reakció

37 dr. Molnárné Hamvas Lívia Karbamid-formaldehid térhálósodása Savkatalizált folyamat – pH = 3,5-5,5 – gyenge savak vagy savasan hidrolizáló sók alkalmazásával pH = 7,00 – 1/2 lg K b – 1/2 lg c só

38 dr. Molnárné Hamvas Lívia Karbamid-formaldehid térhálósodása metilénhidas kapcsolódás víz kilépéssel, lánc építő lépések láncelágazások kialakulása

39 dr. Molnárné Hamvas Lívia Karbamid-formaldehid térhálósodása éterkötések kialakulása a cellulóz láncok hidroxi- és a gyanta metilol-csoportjai között

40 dr. Molnárné Hamvas Lívia Karbamid-formaldehid térhálósodása metilénhidas kapcsolódás formaldehid kilépéssel lehasadó formaldehid a gyanta térhálósodási folyamatában keletkezik kémhatás és hőmérséklet, adalékanyagok befolyásolják

41 dr. Molnárné Hamvas Lívia Karbamid-formaldehid térhálósodása metilol-csoportok hidrolízise, formaldehid keletkezése utólagosan felszabaduló formaldehid a késztermékből távozik formaldehid megkötő anyagok adagolásával és a termék nedvességtartalmának csökkentésével visszaszorítható

42 dr. Molnárné Hamvas Lívia Karbamid-formaldehid gyanta (UF) a felhasználás szempontjából fontos jellemzői:  előállítása alacsony költségű  monomerek mólaránya: jó vízoldhatóság  magas szabad formaldehid tartalom  reakcióképes csoportok száma: befolyásoló hatással a kötési időre és a tárolhatóságra  hátrányos, hogy hidrolízisre hajlamos a térhálósodott gyanta is  állandó formaldehid emisszió

43 dr. Molnárné Hamvas Lívia Karbamid-formaldehid gyanta (UF) formaldehid tartalom  a gyantában szabad formában van jelen – szabad HCHO  a gyanta polikondenzációs reakciója során elreagált metilénhidas kötésben rögzült – nem mobilis láncvégi metilol-csoportban kötött – lehasadó HCHO éterkötésben kötött – utólagosan felszabaduló HCHO  a térhálósodást követően a ragasztott termékben éterkötésben kötött – utólagosan felszabaduló HCHO

44 dr. Molnárné Hamvas Lívia

45 Melamin-formaldehid gyanta (MF) Lépcsőzetes reakcióban  3-5 metilol-csoport kapcsolódik

46 dr. Molnárné Hamvas Lívia Melamin-formaldehid gyanta (MF) Lépcsőzetes polikondenzációs reakció:  láncszerű oligomer alakul ki – metilénhidas kapcsolat  a gyanta melamin:formaldehid aránya ~ 2:3  kémhatása: pH = 9,9 - 10,3

47 dr. Molnárné Hamvas Lívia Melamin-formaldehid gyanta (MF) Térhálósodás  hő- és katalizátor - NH 4 Cl vagy (NH 4 ) 2 SO 4 – alkalmazására  a melamin aromás jellege és pufferkapacitása miatt kedvezőbb tulajdonságok – költséges  a formaldehid lehasadása és az utólagos felszabadulása kisebb mértékű, a hidrolízissel szemben ellenálló az oligomerben és a térhálósodás során döntő mértékű a metilénhidas kapcsolat

48 dr. Molnárné Hamvas Lívia Melamin-formaldehid gyanta (MF)

49 dr. Molnárné Hamvas Lívia Melamin-karbamid-formaldehid (MUF) Különböző karbamid: melamin arány beállítása lehetővé teszi, hogy  kevésbé költséges, kedvező tulajdonságú gyantát állítsanak elő  érvényesüljön a melamin-formaldehidre jellemző térhálósság – utólagos HCHO felszabadulás alacsony

50 dr. Molnárné Hamvas Lívia Polikondenzációs termékek Kötő és ragasztó anyagok  aminoplasztok (UF, MF, UMF)  fenoplasztok (PF)  poliamidok (PA)  szilikonok (SI) Felületkezelő anyagok  poliészterek (alkidgyanták)  poliamidok (PA)  polikarbonátok (PC)


Letölteni ppt "Dr. Molnárné Hamvas Lívia Ragasztó és felületkezelő anyagok Kötőanyagok kémiája Aminoplasztok."

Hasonló előadás


Google Hirdetések