Pagrindiniai pramoniniai polimerai

Turinys:

Pagrindiniai pramoniniai polimerai
Pagrindiniai pramoniniai polimerai

Video: Mikrobiologiniai tyrimai. 2 paskaita, įvadas 2024, Rugsėjis

Video: Mikrobiologiniai tyrimai. 2 paskaita, įvadas 2024, Rugsėjis
Anonim

Fenolio formaldehidas

Daugelis žmonių datuoja šiuolaikinės plastiko pramonės pradžią 1907 m., Kai Belgijoje gimęs amerikietis chemikas Leo Hendrik Baekeland pateikė paraišką fenolio-formaldehido termoreaktyviajam elementui, kuris galų gale tapo žinomas prekės ženklu „Bakelite“. Taip pat žinomi kaip fenolinės dervos, fenolio-formaldehido polimerai buvo pirmieji visiškai sintetiniai polimerai, kurie buvo parduoti. Nors profiliuoti gaminiai nebeatlieka svarbiausio jų taikymo, naudojant juos kaip klijus, jie vis tiek sudaro beveik pusę visos termoreaktingų polimerų gamybos.

Eksperimentai su fenolinėmis dervomis iš tikrųjų buvo ankstesni nei Baekelando darbai. 1872 m. Vokiečių chemikas Adolfas von Baeyeris kondensavo trifunkcinį fenolį ir difunkcinį formaldehidą, o vėlesniais dešimtmečiais Baeyerio studentas Werneris Kleebergas ir kiti chemikai ištyrė gaminius, tačiau jiems nepavyko sureaguoti į reakciją, nes jie nesugebėjo išsikristalizuoti ir apibūdinti amorfinių dervingų produktų. Būtent Baekelandui 1907 m. Pavyko sukondensuoti kondensacijos reakciją, kad būtų pagaminta pirmoji sintetinė derva. „Baekeland“ sugebėjo sustabdyti reakciją, kol derva vis dar buvo lydoma, tirpi (A stadija), kurioje ją buvo galima ištirpinti tirpikliuose ir sumaišyti su užpildais ir sutvirtinimais, kurie sudarytų iš tinkamo naudoti plastiko. Derva, šiame etape vadinama rezoliu, vėliau buvo perkelta į B stadiją, kur ji, nors ir beveik netirpi ir netirpi, vis tiek galėjo būti suminkštinta šiluma iki galutinės formos formoje. Jos visiškai sukietėjusi, termoreaktinga stadija buvo C stadija. 1911 m. „Baekeland“ generalinė „Bakelite“ įmonė pradėjo veiklą Perto Amboy mieste, NJ, JAV, o netrukus daugelis kompanijų naudojo „Bakelite“ plastikinius gaminius. Plastikų rinkoje, kurią praktiškai monopolizavo celiulioidas - lengvai degi medžiaga, lengvai ištirpusi ir suminkštėjusi nuo karščio, „Bakelite“ pasirodė esanti pasirengusi, nes ji gali būti netirpi ir netirpi. Be to, termoreaktingas produktas toleruoja didelius kiekius inertinių ingredientų, todėl gali būti modifikuotas pridedant įvairių užpildų, tokių kaip medžio miltai, medvilnės pulkai, asbestas ir kapotas audinys. Dėl puikių izoliacinių savybių derva buvo pagaminta į lizdus, ​​rankenėles ir radijo imtuvų rinkiklius ir buvo naudojama automobilių elektrinėse sistemose.

Fenolio-formaldehido polimerams gaminti naudojami du būdai. Į vieną, formaldehido perteklius reaguoja su fenolio, kai bazinė katalizatoriui vandens tirpalas, siekiant gauti Suranda, kuri yra mažos molekulinės masės prepolimeras su CH 2 OH grupes, prijungtas prie fenolio žiedais. Kaitinant, rezolis toliau kondensuojasi, prarandamas vanduo ir formaldehidas, gaunant termoreaktingus tinklo polimerus. Kitas būdas apima formaldehido reagavimą su fenolio pertekliumi, naudojant rūgštinį katalizatorių, kad būtų gauti prepolimerai, vadinami novolakais. Novolakai primena polimerą, išskyrus tai, kad jie turi daug mažesnę molekulinę masę ir vis dar yra termoplastiniai. Kietėjimas prie tinklo polimero gaunamas pridedant daugiau formaldehido arba, dažniausiai, junginių, kurie kaitinant formuojasi.

Fenolio-formaldehido polimerai sukuria puikius faneros ir drožlių plokštės medienos klijus, nes jie sudaro cheminius ryšius su fenolio pavidalo medienos lignino komponentu. Medžio klijai iš tikrųjų yra didžiausia šių polimerų rinka. Dėl šoninių reakcijų polimerizacijos metu polimerai yra tamsios spalvos. Kadangi jų spalva dažnai nudažo medieną, jie netinka dekoratyvinėms vidaus apdailos plokštėms. Tačiau jie yra pasirinktos išorinės faneros klijai, dėl savo gero atsparumo drėgmei.

Fenolio dervos, nepertraukiamai sutvirtintos pluoštais ar dribsniais, taip pat yra suformuotos į karščiui atsparius daiktus, tokius kaip elektros jungtys ir prietaisų rankenos.

Karbamido-formaldehido polimerai

Dervos, pagamintos iš karbamido-formaldehido polimerų, buvo pradėtos komerciškai naudoti klijuose ir rišikliuose 1920 m. Jie yra perdirbami taip pat kaip ir resoliai (ty, naudojant perteklių formaldehido). Kaip ir fenoliai, polimerai naudojami kaip medienos klijai, tačiau, kadangi jie yra šviesesnės spalvos, jie labiau tinka vidaus faneros ir dekoratyvinėms dailylentėms. Tačiau jie yra mažiau patvarūs ir nėra pakankamai atsparūs oro sąlygoms, kad būtų galima naudoti išorėje.

Karbamido-formaldehido polimerai taip pat naudojami tekstilės pluoštams apdoroti, siekiant pagerinti atsparumą raukšlėms ir susitraukimams, ir jie sumaišomi su alkidiniais dažais, siekiant pagerinti dangos paviršiaus kietumą.

Melamino-formaldehido polimerai

Šie junginiai yra panašūs į karbamido-formaldehido dervas, juos perdirbant ir naudojant. Be to, dėl didesnio kietumo ir atsparumo vandeniui jie yra tinkami dekoratyviniams indams gaminti ir gaminti į stalviršių ir stalviršių gaminius, kuriuos sukūrė „Formica Corporation“ ir kurie parduodami prekės ženklu „Formica“.

Polimerai, kurių pagrindą sudaro melaminas, taip pat plačiai naudojami kaip kryžminimo agentai kepamose paviršiaus dengimo sistemose. Iš esmės jie buvo naudojami daug pramonėje, pavyzdžiui, automobilių viršutinėse dangose ​​ir prietaisų bei metalinių baldų apdailoje. Tačiau jų naudojimas dangose ​​mažėja dėl formaldehido, pagrindinio šių dangų komponento, išmetimo apribojimų.

Celiuliozė

Celiuliozė (C 6 H 7 O 2 [OH] 3) yra natūraliai susidarantis polimeras, sudarytas iš pasikartojančių gliukozės vienetų. Natūralios būklės (žinomos kaip natūrali celiuliozė) jis ilgą laiką buvo renkamas kaip komercinis pluoštas - kaip medvilnė, linai, kanapės, kapokai, sizalis, džiutas ir ramunis. Mediena, kurią sudaro celiuliozė kartu su sudėtingo tinklo polimeru, vadinamu ligninu, yra įprasta statybinė medžiaga. Popierius taip pat gaminamas iš vietinės celiuliozės. Nors tai yra linijinis polimeras, celiuliozė yra termoreaktinga; tai yra, ji sudaro nuolatines, surištas struktūras, kurių negalima atlaisvinti šiluma ar tirpikliais nesukeliant cheminio skilimo. Jo termoreaktingas elgesys atsiranda dėl stiprių dipolinių atrakcijų, esančių tarp celiuliozės molekulių, suteikiančių savybes, panašias į sujungtų tinklo polimerų savybes.

XIX amžiuje buvo sukurti metodai, kaip chemiškai atskirti medienos celiuliozę nuo lignino, o vėliau regeneruoti celiuliozę iki pradinės kompozicijos, kad ji būtų naudojama kaip pluoštas (viskozė) ir kaip plastikas (celofanas). Celiuliozės esteriniai ir eteriniai dariniai taip pat buvo sukurti ir naudojami kaip pluoštai ir plastikai. Svarbiausi junginiai buvo celiuliozės nitratas (nitroceliuliozė, paversta celiulioidu) ir celiuliozės acetatas (anksčiau žinomas kaip acetato viskozė, bet dabar žinomas tiesiog kaip acetatas). Abu šie cheminiai dariniai buvo pagrįsti celiuliozės struktūra

o nitratų atveju X yra NO 2, o acetato atveju - COCH 3.