Лекция 18. Аминоальдегидные полимеры: сырье, механизм реакций образования мочевино-формальдегидных олигомеров их отверждение

К аминоальдегидным смолам относятся карбамидо- и меламиноформальдегидные смолы  продукты совместной конденсации карбамида, меламина и формальдегида, модифицированные карбамидо- и меламиноформальдегидные смолы (этерифицированные спиртами и совмещенные с другими смолами). Все они являются термореактивными и в неотвержденном состоянии имеют небольшую молекулярную массу, что позволяет отнести их к олигомерам.

Основное назначение карбамидных олигомеров (90 % общего выпуска) связующее для производства древесностружечных и древесноволокнистых плит (ДСП и ДВП), фанеры, гнутоклееных деталей мебели, спортинвентаря и др. Олигомеры используются также в качестве клеев, пропиточных растворов, лаков, красок и эмалей. Их применяют для получения аминопластов (пресс-материалов, содержащих порошкообразный органический или минеральный наполнитель), слоистых пластиков на основе бумаги и ткани (хлопчатобумажной, стеклянной, асбестовой), пенопластов и других материалов. Для получения смол, отличающихся в отвержденном состоянии более высокой водостойкостью, твердостью, тепло- и дугостойкостыо, мочевину частично или полностью заменяют меламином, анилином. Карбамидные смолы модифицируют водорастворимыми полимерами, латексами и олигомерами. Смолы этого типа готовят в виде растворов в воде и органических растворителях, ввиде суспензий и сухих порошков. Только порошкообразные смолы могут длительное время (1-2 года) сохранять свои технологические свойства в широком интервале температур от -40 до +40 °С. Срок годности растворов смол не превышает 6 мес.

Исходные продукты

Основными видами сырья для получения амидоальдегидных смол являются карбамид, меламин и формальдегид.

Строение карбамида и меламина представлено формулами:

Н₂

0 = С

Н₂

Карбамид, мочевина Меламин

Карбамид (мочевина) СО(NH₂)₂  диамид угольной кислоты, представляет собой белые кристаллические гранулы с температурой плавления 132,7°С и плотностью 1330 кг/м³.

Водные растворы карбамида имеют нейтральную реакцию на лакмус, но наличие МН₂-групп обусловливает слабый основной характер органические и неорганические кислоты образуют с ним соли.

Меламин (цианурамид, триаминотриазин) представляет собой белый кристаллический порошок с температурой плавления 354 С и плотностью 1570 кг/м³, плохо растворимый в воде. Меламин  слабое основание , но более сильное, чем мочевина; его водные растворы имеют слабощелочную реакцию; с кислотами он образует соли. Меламин хорошо растворяется в водных растворах едкого натра и едкого калия, хуже — в воде (5 % при 100 С).

Анилин (С₆Н₅NH₂) маслянистая жидкость с температурой кипения 184С, токсичен, плохо растворим в воде является слабым основанием, с кислотами образует соли.

Формальдегид (муравьиный альдегид) СН₂ О  газообразное вещество со своеобразным острым запахом (температура кипения 21 °С). Формальдегид легко растворяется в воде (растворы называются формалином) и спиртах.

Формалин выпускают с содержанием формальдегида 36,5-37,5 % и содержанием метанола 4-8 %.

Гексаметилентетрамин ГМТА (уротропин, гексамин) (СН₂)₆Н₄  белый кристаллический порошок, легко растворяющийся в воде. ГМТА  слабое органическое основание, но более сильное, чем мочевина; с кислотами образует соли.