Fenoplasztok
5. hét
Fenoplasztok
Reaktánsok formaldehid
fenol
fenol
vizes oldata
és fenolhomológ vegyületek
rezorcin
kvercetin
Fenol-formaldehid gyanta (PF)
Savas közegben a fenol kétfunkciós, lúgos közegben trifunkciós monomerként viselkedik: metilol-fenol (fenolalkohol) keletkezik a
benzolgyőrő elektroneloszlása miatt orto és para helyzetekben nukleofil centrumként viselkedik; a formaldehid hatékony elektrofil szubsztituens
1
Fenol-formaldehid gyanta (PF)
Savas közegben (pH = 4-7) metiléncsoportokkal kapcsolódó monomerek – novolak-gyanta mólarány
- fenol:formaldehid = 1:0,5-0,8 molekulák (600-1200 g/mol)
fonalszerő
Fenol-formaldehid gyanta (PF)
Novolak-gyanta szerves
oldószerekben oldható lágyuló felületkezelésre közvetlenül felhasználható hıre
Fenol-formaldehid gyanta (PF)
Lúgos közegben (pH = 7-13) éterhidas kapcsolódás – rezol-gyanta –, sok metilol-csoport mólarány
- fenol:formaldehid = 1:1,5-2 szerkezet kialakulása – a reakció túlszaladhat, a folyamat tárolás közben is lúgban oldott állapotban térhálós
2
Fenol-formaldehid gyanta (PF)
Rezol-gyanta – két-, három metilol-fenol kapcsolódik
Fenol-formaldehid gyanta (PF)
Keményedési folyamatok sebessége pH- és hımérséklet-függı hidegen
(szobahımérséklet) – erısen savas közegben (100-120 °C) – pH ~ 7-8 – p-toluol-szulfonsav vagy kénsav adagolás forrón (140-160 °C) – lúgos közeg, NaOH adagolás melegen
A megkötött ragasztó nagyon merev, kitőnı vízállóságú
Rezorcin-formaldehid gyanta (RF)
A rezorcinban a 2, 4, 6 helyzető H-ek nagy reaktivitásúak metilénhidas láncmolekula – novolak jön létre formaldehid
adagolással térhálósítható, magasabb hımérsékleten és pH ~ 6-7 kémhatásnál a reakciósebesség csökkentésére alkoholokat
3
Poliamidok (PA)
Szintetikus szálak, ömledékragasztók A polimer lánc – heteroatomot tartalmaz
Megnevezés: szénatomok száma alapján nylon, perlon, kevlar
PA 66
Poliamidok (PA)
Elıállításuk: homo-polikondenzációval:
amino-karbonsavból (pl. PA 11) ω-amino-undekánsav – H2N-(CH2)10-COOH hetero-polikondenzációval: diamin + dikarbonsav reakció (pl. PA 66; PA 610) polimerizációval: laktámokból (pl. PA 6 - Perlon – ε-kaprolaktámból)
Poliamidok (DAB)
Reaktánsok – dimer acid based adipinsav
PA 66 hexametilén-diamin
szebacinsav
PA 610 hexametilén-diamin
4
Poliamidok (DAB)
Reaktánsok – dimer acid based Kevlar
p-feniléndiamin
tereftálsavklorid
Poliamidok (DAB)
Polikondenzációs reakció – egyensúlyi folyamat monomerek
ekvimoláris arányát biztosítva hımérsékleten, ömledékben, nitrogénatmoszférában a keletkezı víz folyamatos eltávolításával magas
Szerkezeti módosítás - szabályosság csökkentése dimer
zsírsavak – nagyon hosszú szénlánc az amid csoportok között
Poliamidok (DAB)
Moláris tömeg: 10-25.000 g/mol
Szabályos felépítettség kristályossági
hajlam - szálképzés
Hidrogénkötések nagy gyakorisága a
bomlékonyságot okoz szálak szilárdsága nagy
ha nı a CH2 csoportok száma, csökken az op. Keverékek - olvadási hımérséklet csökkentı hatás
5
Polisziloxánok (SI)
Monomer: bi- vagy trifunkciós alkil- vagy aril-klórszilán hidrolízissel és
szilánol keletkezik
polikondenzációval amorf szilikon
poliaddícióval
Polisziloxánok (SI)
Monomer: bi- vagy trifunkciós alkil- vagy aril-klórszilán
hidrolízissel szilánol keletkezik és polikondenzációval amorf szilikon
Termék: kis moláris tömegő, de széles eloszlás (szilikonolaj) a a
molekulák hajlékonyabbak, mint a szénláncúak köztük ható másodlagos kémiai kölcsönhatások gyengébbek
Polisziloxánok (SI)
Szilikonolaj: folyékony, M ~ 10-20.000 g/mol – hidrofobizálás szilikonolaj
Szilikonkaucsuk: láncmolekula, gumiszerő, M ~ 100.000 g/mol – tömítıanyag térhálósítás:
+ szilikagél = szilikonzsír
funkciós csoportok bevitele
Szilikongyanta: térhálós szerkezető
6
Polisziloxánok (SI)
Ragasztóként: dimetil-polisziloxán (kaucsuk és olaj) Lakkipari célra: szilikon-gyanta más gyantákkal kombinálva Tömítıanyagként: módosított szilikon-gyanta
Poliészterek
az észterkötések a molekula fıláncában vannak
lineáris
poliészterek poliészterek alkidgyanták telítetlen
Poliészterek
Lineáris poliészterek kétértékő
alkoholok és dikarbonsavak kondenzációs reakciója termékeként
glikol borostyánkısav
7
Poliészterek
Alifás lineáris poliészterek: lágy, hajlékony láncú, M ~ 600-5000 g/mol
alkohol komponens
PVC
lágyítóként alkalmazzák, nem illékonyak
karbonsav komponensek borostyánkısav adipinsav
glikol
szebacinsav
Poliészterek
Alifás lineáris poliészterek Politejsav
(PLA) - tejsavból termikus vagy mikrohullámú polikondenzációval közszükségleti cikkek és gyógyászati eszközök elıállítása biológiailag lebontható
Poliészterek
Politejsav (PLA)
a polikondenzációs reakciót befolyásoló tényezık:
M
~ 2000-10000 g/mol; győrőzáródás is végbemehet
kiindulási
anyag: D,L 80%-os vagy L 90%-os vizes oldat 150-190 °C (felette káros mellékfolyamatok) nyomás: vákuum segíti a víz eltávolítását inert atmoszféra: nitrogén (elszinezıdést gátolja) katalizátor: fémsók mikrohullámú gerjesztés: reakcióidıt csökkenti hımérséklet:
8
Poliészterek
Lineáris poliészterek poli(etilén-tereftalát)
(PET) – glikol + tereftálsav op.; kristályosodó; szálképzı jó vegyszerállóság magas
Poliészterek
Telítetlen poliészterek: a láncban az észter-csoportok mellett kettıs kötések telítetlen
dikarbonsavak és diolok kondenzációs reakciója
maleinsav
térhálósodás a telítetlen kötések utólagos polimerizációs reakciójával
Poliészterek - alkidgyanták
alkohol komponensek
glikol
pentaeritrin
glicerin
karbonsav komponensek
ftálsav
ftálsavanhidrid
9
Poliészterek
Módosított alkidgyanták – glicerin + ftálsav + zsírsav sztearinsav olajsav linolsav linolénsav
csoportok: zsíros, félzsíros és sovány alkidok (70 …60; 50 … 40; 35 …15 % zsírsav)
Poliészterek
Módosított alkidgyanták polialkohol
– teljes vagy részbeni helyettesítése (epoxialkid) dikarbonsav – teljes vagy részbeni helyettesítése (maleinátgyanta) zsírsav kettıskötésein keresztül történı módosítás (vinilalkid, sztirolalkid)
Felhasználás
Kötés
lakkipar
száradás
(kevésbé ragasztó és hézagtömítı anyag) – fizikai és kémiai folyamatok (polimerizáció)
10
