Resin melamin-formaldehid (MFR) ialah resin amino termoset dengan kekerasan yang baik, kestabilan terma dan ketelusan. Berbanding dengan resin urea-formaldehid (UF), resin MF mempunyai rintangan air dan rintangan cuaca yang lebih baik. Oleh itu, ia digunakan secara meluas dalam salutan panel luar, lapisan hiasan lantai kayu dan produk venir. Walau bagaimanapun, kelemahan seperti kerapuhan tinggi, mudah retak, dan tempoh penyimpanan resin formaldehid melamin yang singkat mengehadkan penggunaannya. Resin MF sering digunakan untuk menyediakan kertas filem pelekat yang diresapi. Papan lapis dan papan blok yang berhadapan dengan kertas filem pelekat yang diresapi secara kolektif dipanggil papan ekologi. Mereka disukai oleh pengguna kerana rintangan haus, kalis air dan pelbagai warna.
Walau bagaimanapun, apabila kelembapan persekitaran berubah, bahan asas papan ekologi terdedah kepada bengkak atau pengecutan, mengakibatkan tekanan dalaman yang tidak sekata. Lapisan permukaan resin MF rapuh dan mempunyai fleksibiliti yang lemah, dan terdedah kepada keretakan di bawah tekanan. Oleh itu, meningkatkan fleksibiliti resin MF dan memperbaiki masalah kerapuhannya adalah kunci untuk menyelesaikan masalah keretakan resin dan meningkatkan kualiti produk hiasannya. Artikel ini meringkaskan terutamanya kemajuan penyelidikan mengenai pengubahsuaian mengeras resin MF, dengan tujuan untuk menyediakan panduan teori dan asas teknikal untuk menyelesaikan masalah kerapuhan resin MF.
1. Ciri-ciri struktur MF
Resin MF ialah sebatian polimer cincin triazine yang dibentuk oleh pemeluwapan melamin dan formaldehid dan disambungkan oleh ikatan metilena atau eter. Ia mempunyai sifat kimia yang stabil dan struktur tegar. Pembentukan resin MF dibahagikan kepada dua peringkat: peringkat pertama ialah tindak balas penambahan melamin dan formaldehid. Di bawah keadaan neutral atau beralkali, melamin menjalani hidroksimetilasi untuk menghasilkan 9 hidroksimetilmelamin yang berbeza. Peringkat kedua ialah tindak balas pemeluwapan. Melamin bertindak balas dengan melamin metilasi, atau melamin metilasi mengalami pemeluwapan sendiri untuk menghasilkan oligomer yang disambungkan oleh ikatan metilena dan eter. Dalam persekitaran dengan nilai pH 7 hingga 8, sambungan jambatan metilena mendominasi; dalam persekitaran dengan nilai pH lebih tinggi daripada 9, sambungan ikatan eter lebih berkemungkinan terbentuk.
Selepas pemautan silang dan pengawetan resin MF, salutan lutsinar yang tahan haus, tahan asid dan alkali boleh diperolehi. Walaupun salutan yang diawet mempunyai kekerasan yang tinggi, ia juga rapuh. Sebab utama ialah resin MF mengandungi sejumlah besar cincin triazine yang disambungkan dengan kumpulan metilena. Cincin triazine sangat stabil di bawah keadaan hentaman dan sukar diubah bentuk dan menyerap tenaga hentaman. Hanya ikatan metilena boleh menyerap sebahagian besar tenaga, menyebabkan ikatan metilena terputus dan mempamerkan kerapuhan. Pengawetan resin MF yang tidak lengkap akan menyebabkan keretakan resin. Oleh kerana pengawetan resin terutamanya berlaku di antara kumpulan hidroksil, beberapa kumpulan hidroksil yang tidak mengambil bahagian dalam pemeluwapan akan kekal dalam resin selepas pengawetan. Kumpulan hidroksil ini mempunyai higroskopisitas tertentu. Apabila kelembapan persekitaran berubah berulang kali, kumpulan hidroksil bebas akan menjalani kitaran higroskopik dan desorpsi dan secara beransur-ansur menjana tekanan, menyebabkan keretakan pada salutan resin dan menjejaskan penampilan dan prestasi produk secara serius.
Fleksibiliti resin MF boleh dipertingkatkan dengan berkesan dengan mengurangkan ketumpatan silang silang resin MF dan memanjangkan panjang rantai fleksibelnya. Walau bagaimanapun, pengurangan ketumpatan pautan silang bermakna struktur tegar cincin triazine dalam resin tersebar. Oleh itu, ketegaran permukaan dan rintangan haus resin MF akan terjejas pada tahap yang berbeza-beza. Apabila melakukan pengubahsuaian mengeras, penjagaan harus diambil untuk mengekalkan kekerasan resin MF dan tidak memusnahkan sifat permukaannya yang sangat baik. Memilih kaedah pengubahsuaian yang sesuai untuk meningkatkan fleksibiliti resin MF adalah sangat penting untuk mengembangkan skop penggunaan resin MF.
2. Kaedah pengubahsuaian mengeras resin MF
Pengubahsuaian mengeras sering digunakan untuk mengoptimumkan kekuatan polimer berkait silang tegar untuk meningkatkan rintangan hentaman dan rintangan lesu polimer tanpa memusnahkan kekukuhan asal dan kestabilan dimensi polimer. Kaedah pengubahsuaian toughening yang sesuai untuk resin MF secara umumnya boleh dibahagikan kepada dua jenis, iaitu pengubahsuaian toughening luaran dan pengubahsuaian toughening dalaman. Pengubahsuaian peneguhan luaran merujuk kepada penambahan kumpulan fasa pengukuhan kepada resin MF melalui pengadunan untuk membentuk struktur silang silang dengan resin MF untuk mengelakkan gelang triazine daripada menghampiri satu sama lain untuk mencapai tujuan mengeras. Kaedah pengerasan luaran yang biasa digunakan untuk resin MF termasuk:
1) Tambah nano-SiO2, nano-selulosa dan zarah nano lain;
2) Gunakan polimer rantai panjang yang fleksibel seperti kopolimer polietilena glikol untuk membentuk rangkaian polimer interpenetrasi (IPNS) dalam resin MF;
3) Gunakan bahan gentian seperti polivinil klorida untuk menyambung resin MF bersama-sama untuk meningkatkan kestabilan struktur resin.
Pengubahsuaian pengerasan dalaman mengubah struktur molekul resin MF dengan mengambil bahagian dalam tindak balas pengawetan resin MF, memanjangkan sambungan fleksibel antara cincin triazine, dan mengurangkan ketumpatan pautan silang untuk mencapai kesan peneguhan. Kaedah peneguhan dalaman termasuk:
1) Memperkenalkan molekul rantai panjang yang fleksibel antara struktur cincin triazine resin MF untuk menyebarkan struktur tegar;
2) Gunakan silikon untuk melanjutkan sambungan fleksibel antara resin MF;
3) Sekat kumpulan berfungsi hidroksil resin MF dan kurangkan ketumpatan pemautan silang resin. Pengubah pengeras dalaman yang biasa digunakan termasuk alkohol polivinil, poliuretana, kaprolaktam, dsb.
3. Keperluan khas untuk resin MF untuk impregnasi
Terdapat banyak kaedah pengerasan untuk resin MF, tetapi tidak semuanya sesuai untuk impregnasi resin MF. Pengubahsuaian mengeraskan resin MF yang meresapi mesti menyesuaikan diri dengan keadaan pengeluaran kertas filem pelekat, jadi ia mempunyai keperluan khas tertentu. Apabila menggunakan resin MF untuk impregnasi, kita bukan sahaja harus mempertimbangkan rintangan retak, rintangan haus dan fleksibiliti selepas pengawetan resin, tetapi juga memberi perhatian kepada kecairan, kebolehtelapan dan tahap pra-pengawetan resin yang diubah suai sebelum pengawetan.
Kecairan damar MF yang lemah akan menyebabkan bunga kering pada permukaan venir kertas filem pelekat yang diresapi, menghasilkan bintik putih legap pada permukaan produk, membentuk kecacatan permukaan. Kebolehtelapan resin MF yang lemah akan menyebabkan impregnasi yang tidak mencukupi, mengakibatkan kekurangan gam atau permukaan yang tidak rata pada permukaan produk. Bahan tahan haus nano bukan organik boleh meningkatkan keliatan dan sifat tahan haus resin MF, tetapi pada masa yang sama ia akan meningkatkan kelikatan resin MF dan mengurangkan kecairan resin, dengan itu menjejaskan prestasi impregnasi resin MF. Kami mendapati bahawa kelikatan resin MF meningkat dengan peningkatan jumlah pengisi tahan haus nano-SiO2 (HTSi-03). Kelikatan sistem resin MF yang diubah suai ialah 20.9 s (25°C), dan sudut sentuhan antara resin MF dan kertas hiasan meningkat daripada 5° kepada 30°. Pada masa yang sama, kebolehbasahan berkurangan, supaya resin MF tidak dapat mengisi sepenuhnya jurang dalam kertas hiasan, dan salutan tahan haus tidak dapat melindunginya sepenuhnya, mengakibatkan penurunan rintangan haus.
Tahap pra-pengawetan resin MF yang rendah akan menyebabkan volatilisasi yang tinggi semasa proses venir, menyebabkan bunga basah permukaan menjejaskan prestasi permukaan. Pengubah suai alkohol polihidroksil secara berkesan boleh meningkatkan fleksibiliti resin MF, tetapi hidrofilisiti tertentu pengubah polihidroksil tidak kondusif untuk pengeringan kertas filem pelekat yang diresapi, dengan itu mengurangkan tahap pra-pengawetan resin MF. Ini menyebabkan masalah seperti penyerapan lembapan dan lekatan kertas filem pelekat yang diresapi dan kesukaran untuk mengakses. Pada masa yang sama, kertas filem pelekat yang diresapi dengan tahap pra-pengawetan yang rendah akan mengeluarkan sejumlah besar air semasa proses menekan panas, menyebabkan masalah seperti pengecutan volum lapisan pelekat dan keretakan lapisan resin, menjejaskan prestasi produk.
Oleh itu, mempertimbangkan masalah pengeluaran sebenar, agen pengeras resin MF yang digunakan untuk impregnasi harus menggunakan pengubah dengan berat molekul rendah, kandungan hidroksil rendah, dan kereaktifan tinggi untuk meminimumkan kesan pengubah pada tahap kecairan dan pra-pengawetan resin MF. Pada masa yang sama, agen pengeras diperlukan untuk menyesuaikan diri dengan keadaan pengawetan resin MF yang digunakan untuk impregnasi, dan masih mengekalkan kesan pengubahsuaian selepas pengawetan menekan panas.
Pengubahsuaian resin MF untuk impregnasi perlu mengambil kira banyak faktor pada masa yang sama. Pengubah suai yang ideal akan meningkatkan fleksibiliti resin MF tanpa menjejaskan rintangan haus permukaan, kecairan atau proses pra-pengawetan secara negatif. Oleh itu, adalah disyorkan bahawa penyelidikan masa depan mengenai pengubahsuaian resin MF perlu dijalankan dari tiga aspek berikut.
1) Berdasarkan struktur resin MF, masalah kerapuhan resin MF boleh diselesaikan dengan melaraskan ketumpatan pautan silang resin MF.
2) Menggabungkan mekanisme peneguhan yang berbeza, memperkenalkan struktur rantai yang fleksibel dengan kumpulan berbilang fungsi ke dalam resin MF, dan meningkatkan fleksibiliti resin MF melalui sinergi gabungan fizikal dan tindak balas kimia.
3) Dari perspektif memudahkan proses pengeluaran dan menjimatkan kos, pilih pengubah yang sangat reaktif yang sesuai untuk pengeluaran perindustrian.
Maklumat lanjut tentang resin formaldehid melamina yang diubah suai SINOYQX, sila hubungi kami melalui e-mel: [email protected] , atau hubungi kami di: +86-28-8411-1861.
Beberapa gambar dan teks diterbitkan semula dari Internet, dan hak cipta adalah milik pengarang asal. Jika terdapat sebarang pelanggaran, sila hubungi kami untuk memadam.