Меламино-формальдегидные полимеры

Министерство  образования и  науки РФ

Владимирский  государственный  университет

имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых

(ВлГУ)

Кафедра ПМ 

ДОКЛАД

На 39 научной  студенческой конференции

ВлГУ 
 
 
 

На  тему: Меламино-формальдегидные полимеры

Студента  гр. ХП-108 Афониной Н.В.

Научный руководитель: Ильина Е.С. 
 
 
 
 
 

Владимир 2011

     Состав и свойства

     Меламино-формальдегидные смолы, термореактивные олигомерные продукты поликонденсации меламина с формальдегидом в присутствии щелочных и кислотных катализаторов. Состав продуктов зависит от условий синтеза (мольного соотношения формальдегида и меламина, температуры, рН среды).

     При поликонденсации меламина с формальдегидом происходит гидроксиметилирование меламина по аминогруппам и конденсация образующихся при этом метилольных производных. Вследствие наличия в меламине трех NH₂-групп с ним может прореагировать до шести молекул СН₂О; при этом могут образоваться продукты с различной степенью замещения  от моно- до гексаметилолмеламина. Присоединение первых трех молекул СН₂О к меламину протекает с большей скоростью, чем последующих трех. Это связано с большими различиями констант равновесия и констант скоростей гидроксиметилирования меламина и его метилольных производных. Так, по мере замещения в меламине от одного до шести атомов волорода константы скорости гидроксиметилирования уменьшаются почти в 10 раз, а константы равновесия - в 40 раз. Этим и обусловлено образование смеси продуктов, различающихся содержанием метилольных групп в меламине. С увеличением содержания формальдегида в реакционной среде возрастает количество продуктов с большей степенью замещения, а также степень превращения меламина. Так, при молярных соотношениях в поликонденсации (40°С, рН 9,24 ч) СН₂О и меламина, равных 1, 3, 5 и 7, степень превращения меламина составляет 40, 80, 90 и 100%.

     Им  соответствуют следедующие составы продуктов реакции (в %): ок. 30 монометилолмеламина и 7 диметилолмеламина; ок. 36 (моно-), 30 (ди-) и 10 (три-); ок. 27 (моно-), 36 (ди- и три-), 9 (тетра-) и 2 (пента-). Гексаметилолмеламин обнаруживается в составе продуктов лишь при соотношении СН₂О: меламин > 10. При соотношении СН₂О: меламин, равном 30, возрастает количество тетра-, пента- и гексаметилолмеламинов до 32,30 и 12% соотв., а содержание моно-, ди- и триметилолмеламинов уменьшается.

     Конденсация метилольных производных меламина завершается образованием термореактивных олигомеров разветвленной структуры. Степень поликонденсации обычно не превышает 3. Ниже приведена структура олигомера: 

     Получение

     В промышленности меламино-формальдегидные смолы получают по периодической или непрерывной схеме. Товарный формалин (53-54 массовых частей в расчете на 100%-ный формальдегид) заливают в реактор, разбавляют водой до 30%-ной концентрации, и добавляют раствор щелочи до рН 7,8-8,5. Затем в реактор при работающей мешалке загружают меламин (100 массовых частей), и реакционную смесь нагревают до 80-95 °С. Поликонденсацию ведут при этой температуре до достижения "водного числа" смолы (кол-во воды в мл, добавленное к реакционному раствору до его помутнения), равного 6-15, после чего раствор охлаждают и фильтруют. Смолу получают в виде водного 50%-ного раствора. С помощью сушки (термической в вакууме, а также распылением) получают порошкообразные меламино-формальдегидные смолы.

     Отверждаются  меламино-формальдегидные смолы при нагревании в нейтральной и щелочной средах, при комнатной температуре- в кислой среде, превращаясь в нерастворимые и неплавкие сетчатые полимеры. Продукты отверждения обладают высокой прочностью, дуго-, тепло-, водо-, износо- и светостойкостью, хорошей окрашиваемостью.

     Для получения растворимых в органических растворителях и водоразбавляемых смол, способных совмещаться с различными пластификаторами и другими олигомерами и полимерами, осуществляют модификацию меламино-формальдегидных смол спиртами (чаще бутиловым), мочевиной, гуанаминами и другими.

     Применение

     Применяют меламино-формальдегидные смолы как связующее в производстве аминопластов (например, пресспорошков, дугостойких прессматериалов, декоративных бумажнослоистых пластиков, асбопластиков, искусственного мрамора), для пропитки бумаги, картона и тканей с целью придания им водостойкости, снижения усадки и придания несминаемости. Меламино-формальдегидне смолы, модифицированные спиртами,-основа меламино-алкидных лаков, а модифицированные натриевой солью n-аминобензолсульфокислоты - пластификаторы бетонов. 

Список  литературы:

1. Вирпша 3., Бжезиньский Я., Аминопласты, пер. с польск., М., 1973
2. Сорокин М.Ф., Шодэ Л. Г., Кочнова 3. А., Химия и технология пленкообразующих веществ, М., 1981
3. Технология пластических масс, под ред. В. В. Коршака, 2 изд., М., 1976