Список тематических статей

Меламино-формальдегидные смолы

Термореактивные олигомерные продукты поликонденсации меламина с формальдегидом в присут. 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 Н 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 часа) СН₂О и меламина, равных 1, 3, 5 и 7, степень превращения меламина составляет 40, 80, 90 и 100%.

Им соответствуют следующие составы продуктов реакции (в %): около 30 монометилолмеламина и 7 диметилолмеламина; около 36 (моно-), 30 (ди-) и 10 (три-); около 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% соответственно, а содержание моно-, ди- и триме-тилолмеламинов уменьшается.

Конденсация метилольных производных меламина завершается образованием термореактивных олигомеров разветвленной структуры. Степень поликонденсации обычно не превышает 3.

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 (количество 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 окра-шиваемостью.

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.

Применяют меламино-формальдегидные смолы как связующее в производстве амино-пластов (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-формальдегидные смолы, модифицированные спиртами – основа меламино-алкидных лаков, а модифицированные Na-солью n-аминобензолсуль-фокислоты – пластификаторы бетонов.

Гладкова Наталья