رزین ملامین فرمالدئید (MFR) یک آمینو رزین ترموست با سختی، پایداری حرارتی و شفافیت خوب است. در مقایسه با رزین اوره فرمالدئید (UF)، رزین MF مقاومت بهتری در برابر آب و مقاومت در برابر آب و هوا دارد. بنابراین، به طور گسترده ای در پوشش های پانل در فضای باز، لایه های تزئینی کف چوبی و محصولات روکش استفاده می شود. با این حال، کاستی هایی مانند شکنندگی بالا، ترک خوردن آسان و مدت زمان نگهداری کوتاه رزین ملامین فرمالدئید کاربرد آن را محدود می کند. رزین MF اغلب برای تهیه کاغذ چسب آغشته شده استفاده می شود. تخته سه لا و تخته بلوک که با کاغذ فیلم چسب آغشته شده روبرو می شوند در مجموع تخته های اکولوژیکی نامیده می شوند. آنها به دلیل مقاومت در برابر سایش، ضد آب بودن و رنگ های متنوع مورد علاقه مصرف کنندگان هستند.
با این حال، هنگامی که رطوبت محیط تغییر می کند، مواد پایه تخته اکولوژیکی مستعد تورم یا انقباض هستند که منجر به استرس داخلی ناهموار می شود. لایه سطحی رزین MF شکننده است و انعطاف پذیری ضعیفی دارد و در شرایط تنش مستعد ترک خوردن است. بنابراین، بهبود انعطاف پذیری رزین MF و بهبود مشکل شکنندگی آن، کلید حل مشکل ترک خوردگی رزین و بهبود کیفیت محصولات تزئینی آن است. این مقاله به طور عمده پیشرفت تحقیقات در مورد اصلاح سختی رزین MF را با هدف ارائه راهنمایی نظری و مبنای فنی برای حل مشکل شکنندگی رزین MF خلاصه میکند.
1. مشخصات ساختاری MF
رزین MF یک ترکیب پلیمری حلقه تریازین است که از تراکم ملامین و فرمالدئید تشکیل شده و توسط پیوندهای متیلن یا اتری به هم متصل می شود. دارای خواص شیمیایی پایدار و ساختار سفت و سخت است. تشکیل رزین MF به دو مرحله تقسیم می شود: مرحله اول واکنش افزودن ملامین و فرمالدئید است. در شرایط خنثی یا قلیایی، ملامین تحت هیدروکسی متیلاسیون قرار می گیرد تا 9 هیدروکسی متیل ملامین مختلف تولید کند. مرحله دوم واکنش تراکم است. ملامین با ملامین متیلوله واکنش می دهد، یا ملامین متیلوله تحت خود متراکم شدن قرار می گیرد تا الیگومرهایی ایجاد کند که با پیوندهای متیلن و اتری متصل می شوند. در محیطی با مقدار pH 7 تا 8، اتصالات پل متیلن غالب است. در محیطی با مقدار pH بالاتر از 9، اتصالات باند اتری به احتمال زیاد ایجاد می شود.
پس از اتصال عرضی و پخت رزین MF، می توان یک پوشش شفاف مقاوم در برابر سایش، مقاوم در برابر اسید و قلیایی به دست آورد. اگرچه پوشش پخت شده دارای سختی بالایی است، اما شکننده است. دلیل اصلی این است که رزین MF حاوی تعداد زیادی حلقه تریازین است که به گروه های متیلن متصل شده اند. حلقه های تریازین در شرایط ضربه بسیار پایدار هستند و تغییر شکل و جذب انرژی ضربه ای دشوار است. فقط پیوندهای متیلن می توانند بیشتر انرژی را جذب کنند و باعث شکستن و شکنندگی پیوندهای متیلن شوند. پخت ناقص رزین MF باعث ترک خوردن رزین می شود. از آنجایی که عمل آوری رزین عمدتاً بین گروه های هیدروکسیل انجام می شود، برخی از گروه های هیدروکسیل که در تراکم شرکت نکرده اند، پس از پخت در رزین باقی می مانند. این گروه های هیدروکسیل خاصیت رطوبت سنجی خاصی دارند. همانطور که رطوبت محیط به طور مکرر تغییر می کند، گروه های هیدروکسیل آزاد تحت چرخه های رطوبت سنجی و دفع می شوند و به تدریج استرس ایجاد می کنند و باعث ایجاد ترک در پوشش رزین شده و ظاهر و عملکرد محصول را به طور جدی تحت تاثیر قرار می دهند.
انعطاف پذیری رزین MF را می توان با کاهش چگالی اتصال عرضی رزین MF و افزایش طول زنجیره انعطاف پذیر آن به طور موثر بهبود بخشید. با این حال، کاهش چگالی اتصال عرضی به این معنی است که ساختار سفت و سخت حلقه تریازین در رزین پراکنده شده است. بنابراین، سفتی سطح و مقاومت در برابر سایش رزین MF به درجات مختلفی تحت تأثیر قرار می گیرد. هنگام انجام اصلاح سختی، باید مراقب بود که سختی رزین MF حفظ شود و خواص سطحی عالی آن از بین نرود. انتخاب یک روش اصلاح مناسب برای بهبود انعطاف پذیری رزین MF برای گسترش دامنه کاربرد رزین MF اهمیت زیادی دارد.
2. روش اصلاح سختی رزین MF
اصلاح سختکننده اغلب برای بهینهسازی استحکام پلیمرهای اتصال عرضی سفت و سخت برای بهبود مقاومت ضربهای و مقاومت در برابر خستگی پلیمر بدون از بین بردن سفتی اصلی و پایداری ابعادی پلیمر استفاده میشود. روشهای اصلاح سختکننده مناسب برای رزین MF به طور کلی به دو نوع اصلاح سختکننده خارجی و اصلاح سختکننده داخلی تقسیم میشوند. اصلاح سختکننده خارجی به افزودن گروههای فاز تقویتکننده به رزین MF از طریق اختلاط برای تشکیل یک ساختار متقاطع با رزین MF اشاره دارد تا از نزدیک شدن حلقههای تریازین به یکدیگر برای رسیدن به هدف سختسازی جلوگیری کند. روشهای متداول سختکننده خارجی برای رزین MF عبارتند از:
1) نانو SiO2، نانو سلولز و سایر نانوذرات را اضافه کنید.
2) از پلیمرهای با زنجیره بلند انعطاف پذیر مانند کوپلیمرهای پلی اتیلن گلیکول برای تشکیل شبکه های پلیمری متقابل (IPNS) در رزین MF استفاده کنید.
3) از مواد الیافی مانند پلی وینیل کلراید برای اتصال رزین های MF به یکدیگر برای افزایش پایداری ساختار رزین استفاده کنید.
اصلاح سختکننده داخلی، ساختار مولکولی رزین MF را با شرکت در واکنش پخت رزین MF، گسترش اتصال انعطافپذیر بین حلقههای تریازین، و کاهش چگالی اتصال عرضی برای دستیابی به اثر سختکننده، تغییر میدهد. روش های سختی داخلی عبارتند از:
1) برای پراکندگی ساختار سفت و سخت، مولکولهای زنجیره بلند انعطافپذیر را بین ساختارهای حلقه تریازین رزین MF معرفی کنید.
2) از سیلیکون برای گسترش اتصال انعطاف پذیر بین رزین های MF استفاده کنید.
3) گروه عاملی هیدروکسیل رزین MF را مسدود کنید و چگالی اتصال متقابل رزین را کاهش دهید. اصلاح کننده های سخت کننده داخلی معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند شامل پلی وینیل الکل، پلی اورتان، کاپرولاکتام و غیره.
3. الزامات ویژه برای رزین MF برای اشباع
روش های سختی بسیاری برای رزین MF وجود دارد، اما همه آنها برای آغشته کردن به رزین MF مناسب نیستند. اصلاح سختی رزین MF اشباع کننده باید با شرایط تولید کاغذ فیلم چسب سازگار شود، بنابراین الزامات خاصی دارد. هنگام استفاده از رزین MF برای آغشته سازی، نه تنها باید مقاومت در برابر ترک، مقاومت در برابر سایش و انعطاف پذیری پس از پخت رزین را در نظر گرفت، بلکه به سیالیت، نفوذپذیری و درجه پیش پخت رزین اصلاح شده قبل از پخت نیز توجه کرد.
سیالیت ضعیف رزین MF باعث ایجاد گل های خشک در سطح روکش کاغذ چسب آغشته شده، ایجاد لکه های سفید مات بر روی سطح محصول می شود و عیوب سطحی را ایجاد می کند. نفوذپذیری ضعیف رزین MF باعث اشباع ناکافی و در نتیجه عدم وجود چسب یا سطح ناهموار روی سطح محصول می شود. مواد غیر آلی مقاوم در برابر سایش می توانند چقرمگی و خواص مقاوم در برابر سایش رزین MF را افزایش دهند، اما در عین حال ویسکوزیته رزین MF را افزایش داده و سیالیت رزین را کاهش می دهند و در نتیجه بر عملکرد اشباع رزین MF تأثیر می گذارند. ما دریافتیم که ویسکوزیته رزین MF با افزایش میزان پرکننده مقاوم در برابر سایش نانو SiO2 (HTSi-03) افزایش مییابد. ویسکوزیته سیستم رزین MF اصلاح شده 20.9 ثانیه (25 درجه سانتیگراد) بود و زاویه تماس بین رزین MF و کاغذ تزئینی از 5 درجه به 30 درجه افزایش یافت. در عین حال، رطوبت پذیری کاهش می یابد، به طوری که رزین MF نمی تواند شکاف های کاغذ تزئینی را به طور کامل پر کند و پوشش مقاوم در برابر سایش نمی تواند به طور کامل از آن محافظت کند و در نتیجه مقاومت به سایش کاهش می یابد.
درجه پیش پخت کم رزین MF باعث تبخیر زیاد در طول فرآیند روکش می شود و باعث می شود گل های مرطوب سطح بر عملکرد سطح تأثیر بگذارند. اصلاح کننده های پلی هیدروکسیل الکل می توانند به طور موثر انعطاف پذیری رزین MF را افزایش دهند، اما خاصیت آب دوستی اصلاح کننده های پلی هیدروکسیل برای خشک کردن کاغذ فیلم چسب آغشته شده مناسب نیست و در نتیجه درجه پیش پخت رزین MF را کاهش می دهد. این امر باعث ایجاد مشکلاتی مانند جذب رطوبت و چسبندگی کاغذ فیلم چسب آغشته شده و مشکل در دسترسی می شود. در عین حال، کاغذ فیلم چسب آغشته شده با درجه پیش کیورینگ پایین، مقدار زیادی آب را در طی فرآیند پرس گرم تخلیه میکند و مشکلاتی مانند انقباض حجمی لایه چسب و ترکخوردگی لایه رزین را ایجاد میکند که بر عملکرد محصول تأثیر میگذارد.
بنابراین، با در نظر گرفتن مشکلات واقعی تولید، عامل سختکننده رزین MF که برای آغشتهسازی استفاده میشود باید از اصلاحکنندهای با وزن مولکولی کم، محتوای هیدروکسیل کم و واکنشپذیری بالا استفاده کند تا تأثیر اصلاحکننده بر سیالیت و درجه پیش پخت رزین MF به حداقل برسد. در عین حال، عامل سفت کننده لازم است تا با شرایط پخت رزین MF مورد استفاده برای آغشته سازی سازگار شود و همچنان اثر اصلاح را پس از عمل آوری با فشار داغ حفظ کند.
اصلاح رزین MF برای آغشته سازی نیاز به در نظر گرفتن عوامل زیادی به طور همزمان دارد. اصلاحکننده ایدهآل انعطافپذیری رزین MF را بدون تأثیر منفی بر مقاومت در برابر سایش سطح، سیالیت یا فرآیند پیش پخت افزایش میدهد. بنابراین، توصیه می شود که تحقیقات آینده در مورد اصلاح رزین MF از سه جنبه زیر انجام شود.
1) بر اساس ساختار رزین MF، مشکل شکنندگی رزین MF را می توان با تنظیم چگالی اتصال متقابل رزین MF حل کرد.
2) ترکیب مکانیسمهای سختکننده مختلف، یک ساختار زنجیرهای انعطافپذیر با گروههای چند منظوره را به رزین MF وارد میکند و انعطافپذیری رزین MF را از طریق همافزایی ترکیب فیزیکی و واکنش شیمیایی افزایش میدهد.
3) از منظر ساده سازی فرآیند تولید و صرفه جویی در هزینه ها، اصلاح کننده های بسیار واکنش پذیر مناسب برای تولید صنعتی را انتخاب کنید.
برای اطلاعات بیشتر در مورد رزین ملامین فرمالدئید اصلاح شده SINOYQX، لطفا از طریق ایمیل با ما تماس بگیرید: [email protected] ، یا با ما از طریق تلفن: +86-28-8411-1861 تماس بگیرید.
برخی از تصاویر و متون از اینترنت تکثیر شده اند و حق چاپ متعلق به نویسنده اصلی است. در صورت وجود هرگونه تخلف، لطفاً برای حذف با ما تماس بگیرید.