آمینوپلاستها :

بسیاری از واکنش‌های پلیمریزاسیون ، کاربردهای بسیار مهم و اساسی در صنعت دارند. یکی از پلیمرهای با کاربرد صنعتی ، چسب و بطور کلی انواع چسب‌هاست. فنوپلاست‌ها و آمینوپلاست‌ها که جزء پلاستیک‌ها بشمار می‌روند، می‌توانند بعنوان چسب بخاری بکار روند. رزین فنل - فرمالدئید (فنوپلاست) که از واکنش فنل با فرمالدئید در محیط اسیدی یا بازی و با ماکزیمم PH مساوی با 8,5 در صنعت تهیه می‌شود، می‌تواند بعنوان چسب بکار رود.

باید توجه داشت که برای استفاده از چسب بخاری ، انتهای مولکول باید گروه OH- داشته باشد. هرچه گروههای OH- آزاد (مربوط به گروه متیلول CH2OH- ) بیشتر باشند، قدرت چسبندگی چسب افزایش می‌یابد. اما این چسب ، یعنی چسب فنل- فرمالدئید در بازار یافت نمی‌شود و کاربرد صنعتی زیادی ندارد. علت آن ، بوی بد فنل است.

اما رزین اوره- فرمالدئید که از واکنش فرمالدئید با اوره در محیط اسیدی یا بازی بدست می‌آید، بعنوان چسب بخاری کاربرد صنعتی بسیار وسیعی دارد. در تهیه این چسب نیز هرچه گروههای OH- آزاد بیشتر باشد، چسب قدرت بیشتری خواهد داشت.

رزین اوره - فرم آلدئید (UF) :

بعد از کارهای تحقیقاتی اولیه توسط دانشمندان آلمانی Holger در سال 1884 و John در سال 1918 که منجر به کشف و تهیه مواد پلیمری از واکنش بین اوره و فرم آلدئید شد ، در سال 1982 رزین اوره - فرم آلدئید به صورت پودر و مناسب برای قالب گیری و همچنین برای ساخت چسب ها و مصرف در صنایع نساجی از طرف کمپانی آلمانی فاربن  Farben Industrise و کمپانی انگلیسی توتال  Total تهیه و به بازار عرضه شد .

در اولین مرحله از واکنش بین اوره و فرم آلدئید ، گروههای آمین اوره ، ابتدا هیدروکسی متیله شده و در طی واکنشهای چند تراکمی بعدی زنجیر پلیمری حاصل می گردد . با بکارگیری فرم آلدئید مازاد این زنجیرها به یکدیگر متصل شده و شبکه سه بعدی را تشکیل می دهند .

روش کار تهیه رزین اوره- فرمالدئید

به منظور تهیه رزین اوره -  فرم آلدئید  (UF) می توان یکی از دو روش زیر را بکار برد :

الف ) درون یک لوله آزمایش 5/0 گرم اوره بریزید و تقریباً 1 میلی لیتر اسید کلریدریک غلیظ و 5 میلی لیتر آب اضافه کنید . پس از اینکه اوره بر اثر تکان دادن لوله حل شد ، 15 قطره محلول آبی فرمالین به آن اضافه کنید . رزین اوره -  فرم آلدئید به صورت رسوب سفید رنگی تشکیل خواهد شد . اگر رسوبی مشاهده نشد ، مخلوط را با یک میله شیشه ای خراش دهید تا رسوب تشکیل گردد .

ب ) محلول اشباع شده ای از اوره در آب تهیه نمائید ( بدین ترتیب که به اندازه چند نوک اسپاتول اوره بداخل آب در لوله آزمایش ریخته شود ) .  2 میلی لیتر از محلول اشباع شده اوره را با 2 میلی لیتر فرمالین و سه قطره اسید سولفوریک غلیظ در یک لوله آزمایش مخلوط کنید . پس از چند دقیقه جامدات ریز و سفید رنگی تشکیل می کردد .

توضیحاتی پیرامون ساخت رزین اوره - فرمالدئید در یکی از شرکت های خصوصی :

واحد تولید پودر رزین اوره فرمالدئید

در این واحد ابتدا رزین مخصوص پودر توسط یک دستگاه منو پمپ به سیستم Automizer  که از نوع چرخشی بوده و دیسک آن حدوداٌ با سرعت 9000 دور بر دقیقه می چرخد منتقل می شود. رزین مایع با عبور از دیسک دوار اسپری شده و در برخورد با هوای داغ  با دمای حدود ℃170 که توسط کوره ایجاد می شود رطوبتش گرفته و به پودر تبدیل می گردد. پودر توسط هوای سرد و خشک تولید شده ، خنک گردیده و به دستگاه بسته بندی منتقل می گردد.

کلیه تجهیزات واحد تولید در رزین اوره فرمالدئید، ساخت کشور آلمان بوده و توسط یک سیستم خودکار PLC کنترل می گردد . شرایط تولید پودر در حین فرآیند تولید به صورت مستمر توسط اپراتورهای مجرب و کارآزموده اندازه گیری می گردد.

پودر رزین اوره فرمالدئید که با نام تجاری سامینو800 تولید و به بازارهای خارجی و داخلی عرضه  می گردد در صنایع نئوپان سازی و تخته چندلایه کاربرد دارد.

این پودر در هنگام استفاده طبق فرمول این شرکت مجدداٌ به رزین مایع تبدیل می شود. از مزایای این پودر به قابلیت ماندگاری و حمل ونقل آسان می توان اشاره نمود. پودر تولید شده در پاکت های 25 کیلویی که ضد رطوبت بوده بسته بندی و به بازار عرضه می گردد.

کاربردها:

عایق کاری با فوم اوره فرمالدئید ابتدا در سال 1950 در اروپا به منظور عایق سازی حفرات داخل دیواره های ساختمان های مسکونی مطرح شد. به طور معمول در محل اجرا از مخلوط کردن رزین اوره فرمالدئید، یک عامل فوم ساز و هوای فشرده شده ساخته می شود. وقتی که مخلوط وارد حفره های ساختمان پمپ می شود اوره و فرمالدوید ترکیب شده و به صورت یک فوم  پلاستیکی عایق در می آیند.

برای ترکیب مناسب و کامل معمولا  فرمالدئید بیشتر از مقدار مورد نیاز اضافه می شود. این مقدار اضافی مشکلاتی برای سلامتی انسان ایجاد کرده تا آنجا که استفاده از این فوم در سال 1980 در بعضی از کشور ها مانند کانادا قدغن شد.

مقدار گاز فرمالدئید متصاعد شده به روش مخلوط شدن آن در محل اجرا بستگی دارد. از آنجا که این فوم سلول باز است نمی تواند گاز را به مدت طولانی در خود حفظ کند و بعد از چند ماه مشخص کردن گاز متصاعد شده از فوم حتی با وسایل دقیق ممکن نیست.

تحقیقات اخیر در مورد این فوم ثابت کرده که این فوم سرطان زا بوده و استفاده از آن ریسک بالایی به دنبال دارد. به همین دلایل امروزه از مواد مدرن تری مانند پلی یورتان (polyurethane) و رزین ملامین فرمالدئید (melamine formaldehyde resin) به عنوان جایگزین برای  فوم اوره فرمالدئید استفاده می شود.

اسفنج اوره فرم آلدهید

یکی دیگر از کاربردهای رزین اوره - فرم آلدئید در صنعت نئوپان است :

رزین اوره فرمالدئید گرید نئوپان یکی از عمومی ترین و پر مصرف ترین رزین هایی است که در صنعت تولید نئوپان و MDF مورد استفاده قرار می گیرد. پیوندهای بسیار قوی با سلولز و دانسیته بالای رزین کیفیت مناسب MDF   و نئوپان را تضمین می نماید.

 در صنایع تولیدی نئوپان و MDF   تکه های خشک چوب و یا فیبر با چسب UF-TC 102  مخلوط شده و پس از فرآوری به پرس منتقل شده و تحت فشار و گرما به شکل محصول نهایی در می آید.

میزان رزین در محصول نهایی چوبی در حدود 7-8 % وزنی رزین به ازای وزن نئوپان خشک می باشد که بستگی به مواد اولیه بکار رفته و کیفیت و دانسیته تخته دارد.

در پایین یکی از تحقیقات دو دانشمند بر روی رزین اوره - فرمالدئید اصلاحشده با نانوسیلیس آمده است .

خواص رزین اوره فرمالدئید اصلاحشده با نانوسیلیس

در ایجا نانو سیلیس را بعنوان یک پر کننده، روش پخش و مقدار افزودن آنرا به رزین اوره فرمالدئید بررسی می کنیم. نتایج مطالعه نشان می دهد موقعی که نانو سیلیس همراه با یک عامل جفت کننده سیلان KH-550 ، بوسیله امواج اولتراسونیک ناپیوسته به رزین UF اضافه می شود، خواص رزین بهبود می یابد. موقعی که مقدار نانوسیلیس زیر1.5% باشد، مقدار فرمالدئید آزاد رزین کاهش می یابد. و گرانروی و مقاومت اتصال رزین با افزایش در افزودن نانوسیلیس افزایش می یابد که زمان این تیمار طولانی نیست. در تخته لایه، تخته خرده چوب و MDF ، بوسیله افزودن 1% نانو سیلیس به رزین UF ( با نسبت مولی فرمالدئید به اوره1.2) خواص آنها بیشتر از استاندارد ملّی خواهد شد. آزاد سازی فرمالدئید آزاد به درجه E1 می رسد. سرانجام ما مکانیسم تأثیرات مکانیکی نانو سیلیس روی رزین UF را بوسیله تحلیل طیف مادون قرمز و طیف فتوالکترونیک اشعه X مورد آنالیز قرار دادیم.

1- مقدمه

مطالعه و کاربرد روی رزین اوره فرم آلوئید یک تاریخچه بیش از 100 ساله دارد. قیمت پائین، تکنیک شیمیایی ساده و مقاومت به آب، چسب UF را یکی از چسب های اصلی مورد استفاده در صنایع چوب کرده است. ( تانگ 2002 ).

مقدار فرمالدئید آزاد آن بطور مستقیم متناسب با مقاومت چسبندگی آن است.

رزین UF با یک مقدار کم فرمالدئید آزاد بوسیله یک نسبت مولی کم فرمالدئید به اوره می تواند تولید شود، اما اگر نسبت مولی خیلی کم باشد مقاومت چسبندگی و خواص دیگر رزین صدمه می بیند ( ژو 1999). محصولات چوبی ساخته شده با رزین UF که هنوز فرمالدئید آزاد پخش       می کنند،  طبیعت را آلوده کرده و برای سلامتی مردم مضرند ( لوندیس 1992 ). بنابراین کاهش مقدار فرمالدئید آزاد در رزین های UF و افزایش مقاومت اتصال چسب مورد مطالعه تعداد زیادی از دانشمندان است.

پرکننده ها یک تأثیر اصلاحی روی خواص رزین UF دارند ( دو 1995، لیانگ 1996 ). امّا در پرکننده های قدیمی مورد استفاده همه ذراتشان با اندازه های بالای درجه میکرون هستند، که تأثیر اصلاحی ناچیزی دارند. ذرات نانو با مقیاس کوچکشان بصورت تعداد زیادی از اتم ها روی سطح قرار می گیرند، که بدون اتم های چسبیده می باشند. ذرات نانو سیلیس به آسانی با دیگر اتم ها اتصال برقرار می کنند. فعالیت شیمیایی ذرات نانو عالی می باشد ( کائو و همکاران 2001 ).

افزودن نانوسیلیس به رزین UF نتایج مطلوبی به همراه دارد. این مطالعه روی تأثیرات نانوسیلیس بصورت تیمار سطح، روش های توزیع، و تأثیر آن روی خواص رزین UF تأکید دارد. ما رزین UF همراه با ذرات نانوسیلیس را در پانل هایی که بوسیله پرس تولید می شوند به کار بردیم و مکانیسم تأثیرات مقاومتی نانوسیلیس روی رزین UF را بوسیله تحلیل طیف مادون قرمز و طیف فتوالکترونیک اشعه X مورد آنالیز قرار دادیم.

2- مواد و روش ها

1-2- مواد آزمایشگاهی

هر دوی اوره و فرمالدئید محصولات تجاری اند. مقدار خلوص نانوسیلیس 99% بود، میانگین ابعاد ذرات 20 نانومتر و سطح ویژه آنها  440 بود. چهار نوع نانوسیلیس وجود دارد:

نظرات شما عزیزان:

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه: