Melamīna-formaldehīda sveķi (MFR) ir termoreaktīvi aminosveķi ar labu cietību, termisko stabilitāti un caurspīdīgumu. Salīdzinot ar urīnvielas-formaldehīda sveķiem (UF), MF sveķiem ir labāka ūdensizturība un izturība pret laikapstākļiem. Tāpēc to plaši izmanto āra paneļu pārklājumos, koka grīdu dekoratīvos slāņos un finiera izstrādājumos. Tomēr trūkumi, piemēram, augsts trauslums, viegla plaisāšana un īss melamīna formaldehīda sveķu uzglabāšanas laiks, ierobežo to izmantošanu. MF sveķus bieži izmanto, lai sagatavotu impregnētu līmplēves papīru. Saplāksnis un bloku plātnes, kas pārklātas ar impregnētu līmplēves papīru, tiek sauktas par ekoloģiskām plāksnēm. Patērētāji tos iecienījuši nodilumizturības, ūdensnecaurlaidības un dažādu krāsu dēļ.
Taču, mainoties vides mitrumam, ekoloģiskā plātņu pamatmateriāls ir pakļauts uzbriest vai saraušanās procesam, kā rezultātā rodas nevienmērīgs iekšējais spriegums. MF sveķu virsmas slānis ir trausls un tam ir vāja elastība, un tas ir pakļauts plaisāšanai spriedzes ietekmē. Tāpēc MF sveķu elastības uzlabošana un trausluma problēmas uzlabošana ir atslēga sveķu plaisāšanas problēmas risināšanai un dekoratīvo izstrādājumu kvalitātes uzlabošanai. Šajā rakstā galvenokārt ir apkopots MF sveķu rūdīšanas modifikācijas pētījumu progress, lai sniegtu teorētiskas vadlīnijas un tehnisko bāzi MF sveķu trausluma problēmas risināšanai.
1. MF strukturālās īpašības
MF sveķi ir triazīna gredzena polimēru savienojums, kas veidojas melamīna un formaldehīda kondensācijā un ir savienots ar metilēna vai ētera saitēm. Tam ir stabilas ķīmiskās īpašības un stingra struktūra. MF sveķu veidošanās ir sadalīta divos posmos: pirmais posms ir melamīna un formaldehīda pievienošanas reakcija. Neitrālos vai sārmainos apstākļos melamīns tiek pakļauts hidroksimetilēšanai, lai iegūtu 9 dažādus hidroksimetilmelamīnus. Otrais posms ir kondensācijas reakcija. Melamīns reaģē ar metilolētu melamīnu, vai arī metilolēts melamīns tiek pakļauts paškondensācijai, veidojot oligomērus, kas savienoti ar metilēna un ētera saitēm. Vidē ar pH vērtību no 7 līdz 8 dominē metilēna tiltu savienojumi; vidē, kuras pH vērtība ir augstāka par 9, biežāk veidojas ētera saišu savienojumi.
Pēc MF sveķu šķērssaistīšanas un sacietēšanas var iegūt caurspīdīgu pārklājumu, kas ir nodilumizturīgs, izturīgs pret skābēm un sārmiem. Lai gan cietinātajam pārklājumam ir augsta cietība, tas ir arī trausls. Galvenais iemesls ir tas, ka MF sveķi satur lielu skaitu triazīna gredzenu, kas saistīti ar metilēngrupām. Triazīna gredzeni ir ārkārtīgi stabili trieciena apstākļos, un tos ir grūti deformēt un absorbēt trieciena enerģiju. Tikai metilēnsaites var absorbēt lielāko daļu enerģijas, izraisot metilēna saišu pārrāvumu un trauslumu. Nepilnīga MF sveķu sacietēšana izraisīs sveķu plaisāšanu. Tā kā sveķu sacietēšana galvenokārt notiek starp hidroksilgrupām, dažas hidroksilgrupas, kas nav piedalījušās kondensācijā, pēc sacietēšanas paliks sveķos. Šīm hidroksilgrupām ir noteikta higroskopiskums. Atkārtoti mainoties vides mitrumam, brīvās hidroksilgrupas tiks pakļautas higroskopiskiem un desorbcijas cikliem un pakāpeniski radīs stresu, radot plaisas sveķu pārklājumā un nopietni ietekmējot izstrādājuma izskatu un veiktspēju.
MF sveķu elastību var efektīvi uzlabot, samazinot MF sveķu šķērssavienojumu blīvumu un pagarinot tā elastīgo ķēdes garumu. Tomēr šķērssavienojuma blīvuma samazināšana nozīmē, ka sveķos esošā triazīna gredzena stingrā struktūra ir izkliedēta. Tāpēc MF sveķu virsmas stingrība un nodilumizturība tiks ietekmēta dažādās pakāpēs. Veicot rūdīšanas modifikāciju, jāuzmanās, lai saglabātu MF sveķu cietību un netiktu sabojātas tā lieliskās virsmas īpašības. Piemērotas modifikācijas metodes izvēlei, lai uzlabotu MF sveķu elastību, ir liela nozīme MF sveķu pielietojuma jomas paplašināšanā.
2. MF sveķu rūdīšanas modifikācijas metode
Rūdīšanas modifikācija bieži tiek izmantota, lai optimizētu cieto šķērssaistīto polimēru izturību, lai uzlabotu polimēra triecienizturību un noguruma izturību, neiznīcinot polimēra sākotnējo stingrību un izmēru stabilitāti. MF sveķiem piemērotas rūdīšanas modifikācijas metodes parasti var iedalīt divos veidos, proti, ārējās rūdīšanas modifikācijas un iekšējās rūdīšanas modifikācijas. Ārējās rūdīšanas modifikācija attiecas uz pastiprinošu fāzu grupu pievienošanu MF sveķiem, sajaucot, veidojot šķērssaistītu struktūru ar MF sveķiem, lai novērstu triazīna gredzenu tuvošanos viens otram, lai sasniegtu rūdīšanas mērķi. MF sveķiem parasti izmantotās ārējās rūdīšanas metodes ietver:
1) Pievienojiet nano-SiO2, nanocelulozi un citas nanodaļiņas;
2) Izmantojiet elastīgus garās ķēdes polimērus, piemēram, polietilēnglikola kopolimērus, lai veidotu savstarpēji šķērsojošus polimēru tīklus (IPNS) MF sveķos;
3) Izmantojiet šķiedru materiālus, piemēram, polivinilhlorīdu, lai savienotu MF sveķus, lai uzlabotu sveķu struktūras stabilitāti.
Iekšējā rūdīšanas modifikācija maina MF sveķu molekulāro struktūru, piedaloties MF sveķu sacietēšanas reakcijā, paplašinot elastīgo savienojumu starp triazīna gredzeniem un samazinot šķērssavienojumu blīvumu, lai sasniegtu rūdīšanas efektu. Iekšējās rūdīšanas metodes ietver:
1) starp MF sveķu triazīna gredzenu struktūrām ievadiet elastīgas garās ķēdes molekulas, lai izkliedētu stingro struktūru;
2) Izmantojiet silikonu, lai paplašinātu elastīgo savienojumu starp MF sveķiem;
3) Bloķējiet MF sveķu hidroksilfunkcionālo grupu un samaziniet sveķu šķērssavienojumu blīvumu. Parasti izmantotie iekšējie rūdīšanas modifikatori ir polivinilspirts, poliuretāns, kaprolaktāms utt.
3. Īpašas prasības MF sveķiem impregnēšanai
Ir daudzas MF sveķu rūdīšanas metodes, taču ne visas no tām ir piemērotas MF sveķu impregnēšanai. Impregnēšanas MF sveķu rūdīšanas modifikācijai ir jāpielāgojas līmplēves papīra ražošanas apstākļiem, tāpēc tai ir noteiktas īpašas prasības. Izmantojot MF sveķus impregnēšanai, mums jāņem vērā ne tikai izturība pret plaisām, nodilumizturība un elastība pēc sveķu sacietēšanas, bet arī jāpievērš uzmanība modificēto sveķu plūstamībai, caurlaidībai un iepriekšējas sacietēšanas pakāpei pirms sacietēšanas.
Sliktā MF sveķu plūstamība izraisīs sausu ziedu veidošanos uz impregnētās līmplēves papīra finiera virsmas, veidojot necaurspīdīgus baltus plankumus uz izstrādājuma virsmas, veidojot virsmas defektus. Slikta MF sveķu caurlaidība izraisīs nepietiekamu impregnēšanu, kā rezultātā pietrūks līmes vai nelīdzena virsma uz izstrādājuma virsmas. Neorganiskie nano-nodilumizturīgie materiāli var palielināt MF sveķu stingrību un nodilumizturības īpašības, bet tajā pašā laikā tie palielinās MF sveķu viskozitāti un samazina sveķu plūstamību, tādējādi ietekmējot MF sveķu impregnēšanas veiktspēju. Mēs atklājām, ka MF sveķu viskozitāte palielinās, palielinoties nodilumizturīgās pildvielas nano-SiO2 (HTSi-03) daudzumam. Modificētās MF sveķu sistēmas viskozitāte bija 20.9 s (25°C), un saskares leņķis starp MF sveķiem un dekoratīvo papīru palielinājās no 5° līdz 30°. Tajā pašā laikā samazinās mitrināmība, tāpēc MF sveķi nevar pilnībā aizpildīt dekoratīvā papīra spraugas, un nodilumizturīgais pārklājums nevar to pilnībā aizsargāt, kā rezultātā samazinās nodilumizturība.
Zemā MF sveķu iepriekšējas sacietēšanas pakāpe izraisīs lielu iztvaikošanu finiera procesa laikā, liekot virsmas mitriem ziediem ietekmēt virsmas veiktspēju. Polihidroksilspirta modifikatori var efektīvi palielināt MF sveķu elastību, taču polihidroksilmodificētāju noteiktā hidrofilitāte neveicina impregnētas līmplēves papīra žāvēšanu, tādējādi samazinot MF sveķu iepriekšējas sacietēšanas pakāpi. Tas rada tādas problēmas kā mitruma uzsūkšanās un impregnētā līmplēves papīra adhēzija un grūtības piekļūt. Tajā pašā laikā impregnētais līmplēves papīrs ar zemu iepriekšējas sacietēšanas pakāpi karstās presēšanas procesā izvadīs lielu daudzumu ūdens, radot tādas problēmas kā līmējošā slāņa tilpuma saraušanās un sveķu slāņa plaisāšana, kas ietekmē izstrādājuma veiktspēju.
Tāpēc, ņemot vērā faktiskās ražošanas problēmas, MF sveķu cietinātājam, ko izmanto impregnēšanai, jāizmanto modifikators ar zemu molekulmasu, zemu hidroksilgrupu saturu un augstu reaģētspēju, lai samazinātu modifikatora ietekmi uz MF sveķu plūstamību un iepriekšējas sacietēšanas pakāpi. Tajā pašā laikā cietinātājam ir jāpielāgojas impregnēšanai izmantoto MF sveķu sacietēšanas apstākļiem un pēc karstās presēšanas konservēšanas joprojām jāsaglabā modifikācijas efekts.
Modificējot MF sveķus impregnēšanai, vienlaikus jāņem vērā daudzi faktori. Ideāls modifikators uzlabos MF sveķu elastību, negatīvi neietekmējot virsmas nodilumizturību, plūstamību vai iepriekšējas sacietēšanas procesu. Tāpēc ir ieteicams turpmākos pētījumus par MF sveķu modifikācijām veikt no šādiem trim aspektiem.
1) Pamatojoties uz MF sveķu struktūru, MF sveķu trausluma problēmu var atrisināt, pielāgojot MF sveķu šķērssavienojuma blīvumu.
2) Apvienojot dažādus rūdīšanas mehānismus, MF sveķos ievieš elastīgu ķēdes struktūru ar daudzfunkcionālām grupām un palielina MF sveķu elastību, izmantojot fizikālās kombinācijas un ķīmiskās reakcijas sinerģiju.
3) No ražošanas procesa vienkāršošanas un izmaksu ietaupīšanas viedokļa izvēlieties ļoti reaģējošus modifikatorus, kas piemēroti rūpnieciskai ražošanai.
Lai iegūtu plašāku informāciju par SINOYQX modificētajiem melamīna formaldehīda sveķiem, lūdzu, sazinieties ar mums pa e-pastu: [email protected] vai pa tālruni: +86-28-8411-1861.
Daži attēli un teksti ir reproducēti no interneta, un autortiesības pieder sākotnējam autoram. Ja ir kāds pārkāpums, lūdzu, sazinieties ar mums, lai dzēstu.