Rășina melamin-formaldehidă (MFR) este o rășină amino termorezistentă cu duritate bună, stabilitate termică și transparență. Comparativ cu rășina ureo-formaldehidă (UF), rășina MF are o rezistență mai bună la apă și la intemperii. Prin urmare, este utilizată pe scară largă în acoperiri pentru panouri exterioare, straturi decorative pentru podele din lemn și produse din furnir. Cu toate acestea, deficiențe precum fragilitatea ridicată, crăparea ușoară și perioada scurtă de depozitare a rășinii melamin-formaldehidice îi limitează aplicarea. Rășina MF este adesea utilizată pentru a prepara hârtie adezivă impregnată. Placajul și plăcile aglomerate acoperite cu hârtie adezivă impregnată sunt denumite colectiv plăci ecologice. Acestea sunt îndrăgite de consumatori datorită rezistenței la uzură, impermeabilității și varietății de culori.
Cu toate acestea, atunci când umiditatea mediului se modifică, materialul de bază al plăcii ecologice este predispus la umflare sau contracție, rezultând solicitări interne inegale. Stratul superficial al rășinii MF este fragil și are o flexibilitate redusă și este predispus la fisuri sub presiune. Prin urmare, îmbunătățirea flexibilității rășinii MF și ameliorarea problemei de fragilitate a acesteia sunt cheile pentru rezolvarea problemei fisurilor cauzate de rășină și îmbunătățirea calității produselor sale decorative. Acest articol rezumă în principal progresul cercetării privind modificarea prin durificare a rășinii MF, cu scopul de a oferi îndrumări teoretice și o bază tehnică pentru rezolvarea problemei de fragilitate a rășinii MF.
1. Caracteristicile structurale ale MF
Rășina MF este un compus polimeric cu inel triazinic format prin condensarea melaminei și formaldehidei și conectat prin legături de metilen sau eter. Are proprietăți chimice stabile și o structură rigidă. Formarea rășinii MF este împărțită în două etape: prima etapă este reacția de adiție a melaminei și formaldehidei. În condiții neutre sau alcaline, melamina suferă hidroximetilare pentru a genera 9 hidroximetilmelamine diferite. A doua etapă este o reacție de condensare. Melamina reacționează cu melamina metilolată sau melamina metilolată suferă autocondensare pentru a genera oligomeri conectați prin legături de metilen și eter. Într-un mediu cu o valoare a pH-ului de 7 până la 8, conexiunile cu punți de metilen sunt predominante; într-un mediu cu o valoare a pH-ului mai mare de 9, este mai probabil să se formeze conexiuni cu legături eter.
După reticulare și întărirea rășinii MF, se poate obține un strat transparent rezistent la uzură, acid și alcali. Deși stratul întărit are o duritate ridicată, este și fragil. Principalul motiv este că rășina MF conține un număr mare de inele triazinice conectate cu grupări metilenice. Inelele triazinice sunt extrem de stabile în condiții de impact și sunt dificil de deformat și de absorbit energia de impact. Doar legăturile metilenice pot absorbi cea mai mare parte a energiei, ceea ce determină ruperea legăturilor metilenice și fragilitatea acestora. Întărirea incompletă a rășinii MF va provoca fisurarea rășinii. Deoarece întărirea rășinii are loc în principal între grupările hidroxil, unele grupări hidroxil care nu au participat la condensare vor rămâne în rășină după întărire. Aceste grupări hidroxil au o anumită higroscopicitate. Pe măsură ce umiditatea mediului se schimbă în mod repetat, grupările hidroxil libere vor trece prin cicluri higroscopice și desorbtive și vor genera treptat stres, provocând fisuri în stratul de rășină și afectând serios aspectul și performanța produsului.
Flexibilitatea rășinii MF poate fi îmbunătățită eficient prin reducerea densității de reticulare a rășinii MF și extinderea lungimii lanțului său flexibil. Cu toate acestea, reducerea densității de reticulare înseamnă că structura rigidă a inelului triazinic din rășină este dispersată. Prin urmare, rigiditatea suprafeței și rezistența la uzură a rășinii MF vor fi afectate în grade diferite. La efectuarea modificărilor de durificare, trebuie acordată atenție menținerii durității rășinii MF și a nu distrugerii proprietăților sale excelente de suprafață. Alegerea unei metode de modificare adecvate pentru îmbunătățirea flexibilității rășinii MF este de mare importanță pentru extinderea domeniului de aplicare al rășinii MF.
2. Metoda de modificare prin durificare a rășinii MF
Modificarea prin călire este adesea utilizată pentru a optimiza rezistența polimerilor reticulați rigizi, pentru a îmbunătăți rezistența la impact și la oboseală a polimerului, fără a distruge rigiditatea și stabilitatea dimensională originală a polimerului. Metodele de modificare prin călire adecvate pentru rășina MF pot fi în general împărțite în două tipuri, și anume modificarea prin călire externă și modificarea prin călire internă. Modificarea prin călire externă se referă la adăugarea de grupuri de fază de armare la rășina MF prin amestecare pentru a forma o structură reticulată cu rășina MF, pentru a preveni apropierea inelelor de triazină în scopul atingerii scopului călirii. Metodele de călire externă utilizate în mod obișnuit pentru rășina MF includ:
1) Adăugați nano-SiO2, nano-celuloză și alte nanoparticule;
2) Utilizarea polimerilor flexibili cu lanț lung, cum ar fi copolimerii de polietilen glicol, pentru a forma rețele polimerice interpenetrante (IPNS) în rășina MF;
3) Utilizați materiale fibroase, cum ar fi clorura de polivinil, pentru a conecta rășinile MF între ele pentru a spori stabilitatea structurii rășinii.
Modificarea prin călire internă modifică structura moleculară a rășinii MF prin participarea la reacția de întărire a rășinii MF, extinderea conexiunii flexibile dintre inelele de triazină și reducerea densității de reticulare pentru a obține efectul de călire. Metodele de călire internă includ:
1) Introducerea de molecule flexibile cu lanț lung între structurile inelare triazinice ale rășinii MF pentru a dispersa structura rigidă;
2) Utilizați silicon pentru a extinde conexiunea flexibilă dintre rășinile MF;
3) Blocarea grupării funcționale hidroxil a rășinii MF și reducerea densității de reticulare a rășinii. Modificatorii de întărire internă utilizați în mod obișnuit includ alcoolul polivinilic, poliuretanul, caprolactama etc.
3. Cerințe speciale pentru rășina MF pentru impregnare
Există numeroase metode de întărire a rășinii MF, dar nu toate sunt potrivite pentru impregnarea rășinii MF. Modificarea prin întărire a rășinii MF de impregnare trebuie să se adapteze condițiilor de producție ale foliei adezive, având astfel anumite cerințe speciale. Atunci când se utilizează rășină MF pentru impregnare, nu trebuie să se ia în considerare doar rezistența la fisuri, rezistența la uzură și flexibilitatea după întărirea rășinii, ci și fluiditatea, permeabilitatea și gradul de pre-întărire al rășinii modificate înainte de întărire.
Fluiditatea slabă a rășinii MF va cauza uscarea florilor pe suprafața foliei adezive impregnate, producând pete albe opace pe suprafața produsului, formând defecte de suprafață. Permeabilitatea slabă a rășinii MF va cauza o impregnare insuficientă, rezultând lipsa adezivului sau o suprafață neuniformă a produsului. Materialele anorganice nanorezistente la uzură pot crește rezistența și proprietățile de rezistență la uzură ale rășinii MF, dar în același timp vor crește vâscozitatea rășinii MF și vor reduce fluiditatea rășinii, afectând astfel performanța de impregnare a rășinii MF. Am constatat că vâscozitatea rășinii MF crește odată cu creșterea cantității de umplutură rezistentă la uzură nano-SiO2 (HTSi-03). Vâscozitatea sistemului de rășină MF modificat a fost de 20.9 s (25°C), iar unghiul de contact dintre rășina MF și hârtia decorativă a crescut de la 5° la 30°. În același timp, umectabilitatea scade, astfel încât rășina MF nu poate umple complet golurile din hârtia decorativă, iar stratul rezistent la uzură nu o poate proteja complet, rezultând o scădere a rezistenței la uzură.
Gradul scăzut de pre-întărire al rășinii MF va cauza o volatilizare ridicată în timpul procesului de fațetare, afectând performanța suprafeței prin eliberarea de particule umede pe suprafață. Modificatorii de alcool polihidroxilic pot crește eficient flexibilitatea rășinii MF, însă hidrofilicitatea specifică a modificatorilor polihidroxilici nu este propice uscării foliei adezive impregnate, reducând astfel gradul de pre-întărire al rășinii MF. Acest lucru cauzează probleme precum absorbția umidității și aderența foliei adezive impregnate și dificultăți de acces. În același timp, folia adezivă impregnată cu un grad scăzut de pre-întărire va elimina o cantitate mare de apă în timpul procesului de presare la cald, provocând probleme precum contracția volumică a stratului adeziv și fisurarea stratului de rășină, afectând performanța produsului.
Prin urmare, având în vedere problemele reale de producție, agentul de întărire a rășinii MF utilizat pentru impregnare ar trebui să utilizeze un modificator cu greutate moleculară mică, conținut scăzut de hidroxil și reactivitate ridicată pentru a minimiza impactul modificatorului asupra fluidității și gradului de pre-întărire a rășinii MF. În același timp, agentul de întărire trebuie să se adapteze la condițiile de întărire ale rășinii MF utilizate pentru impregnare și să mențină efectul de modificare după întărirea prin presare la cald.
Modificarea rășinii MF pentru impregnare trebuie să ia în considerare mai mulți factori în același timp. Modificatorul ideal va spori flexibilitatea rășinii MF fără a afecta negativ rezistența la uzură a suprafeței, fluiditatea sau procesul de pre-întărire. Prin urmare, se recomandă ca cercetările viitoare privind modificarea rășinii MF să fie efectuate din următoarele trei aspecte.
1) Pe baza structurii rășinii MF, problema fragilității acesteia poate fi rezolvată prin ajustarea densității de reticulare a acesteia.
2) Combinând diferite mecanisme de întărire, introducerea unei structuri flexibile în lanț cu grupuri multifuncționale în rășina MF și creșterea flexibilității rășinii MF prin sinergia dintre combinația fizică și reacția chimică.
3) Din perspectiva simplificării procesului de producție și a economisirii costurilor, selectați modificatori cu reacție ridicată, potriviți pentru producția industrială.
Pentru mai multe informații despre rășina de melamină-formaldehidă modificată SINOYQX, vă rugăm să ne contactați prin e-mail la adresa [email protected] sau telefonic la numărul de telefon: +86-28-8411-1861.
Unele imagini și texte sunt reproduse de pe Internet, iar drepturile de autor aparțin autorului original. Dacă există vreo încălcare, vă rugăm să ne contactați pentru a șterge.