Modifiye Reçinelerin Sentezi Ve Karakterizasyonu

thumbnail.default.placeholder
Tarih
2012-06-04
Yazarlar
Dinçer, Pelin
Süreli Yayın başlığı
Süreli Yayın ISSN
Cilt Başlığı
Yayınevi
Fen Bilimleri Enstitüsü
Institute of Science and Technology
Özet
Ketonik reçineler α-hidrojeni içeren ketonlar ve formaldehit gibi reaktif aldehitlerin reaksiyonundan elde edilir. En çok kullanılan ketonik reçineler siklohekzanon-formaldehit, asetofenon – formaldehit, metil etil keton-formaldehit gibi termoplastik reçinelerdir. Ticari bakımdan ilgi gören reçineler, çoğunlukla düşük molekül ağırlıklı, kolayca ufalanabilen katı termoplastiklerdir. Tek başlarına kullanılamazlar. Çoğu kez nitro selüloz, alkid reçinesi gibi diğer polimerik maddelerle karıştırılarak yüzey kaplama sanayinde kullanılır. Kullanım alanı olarak yüzey kaplamadan başka, vernik, mürekkep, tekstil, kağıt sektörleri en önemli alanlar olarak söylenebilir. Ayrıca çeşitli alanlarda ketonik reçine kullanımı ile yapışmayı artırıcı, parlaklık verici ve ışığa dayanımı artırıcı özelliklerinin gelişmesini sağlar. Son yıllarda ketonik reçinelerin polipirol ve polikarbazol ile kopolimerleri sentezlenerek çözünür ve iletken malzemeler elde edilmiştir. Ketonik reçinelerin uygulamaları çok sayıda istihdam edilmektedir. Kaplama sektöründe, çoğu diğer uygulamalarda olduğu gibi, ürünlerin diğer bağlayıcılar, yumuşatıcılar, pigmentler ve yardımcıları ile kombine olarak kullanılır. Son formülasyonları, deniz boyaları, metal primerler ve yıkama primerler, toz boya ve yol çizgi boyaları içerir. Baskı mürekkepleri ve diğer amaçlar arasında, sadece selüloz nitrat dayalı köklü flekso ve gravür baskı mürekkepleri söz değil, aynı zamanda transfer baskı mürekkepleri, radyasyon tedavi edilebilen sistemler ve mürekkep püskürtmeli mürekkepler yapılabilir. Pasters günümüzde üretilen ballpoints öncelikle acetophenone-formaldehit reçineleri hidrojene dayalı. Diğer önemli uygulamalar, kayıt ve kopyalama teknolojisi (toner), baskılı devreler, yapıştırıcılar, oluklu mukavva için bağlayıcı, döküm döküm kumları ve laminatlardır. Keton reçineler gibi reçineler tarif aldehid kaplama malzemeleri için başka bir bağlayıcı ile orantılı olarak eklenebilir. Böylece, alkid reçineleri, selüloz nitrat veya klorlu, polimer esaslı kaplamalar, iyileştirmeler sertlik, parlaklık, dolgunluk, tesviye, sararma ve katı içeriği direnç ile ilgili olarak elde edilir. Genellikle possibleby içinde aynı zamanda bu önlemler regüle iyileştirmek, toz kaplamalar, örneğin genel formül maliyetini düşürmek için reçine ilave edilir. Bir başka yol çizgi uygulamaları için hot-melt kompozisyonlar ve plastik spreyler bulunmaktadır. Termoplastik polimerler özellikle çok mükemmel özellikleri, dış dayanıklılıkları vardır, ama onlar çözücü büyük miktarlarda uygulama için yeterince düşük viskoziteyi azaltmak için gerektiğinden kullanımı azalmıştır. Termoplastik akrilik polimer esaslı Laklar otomotiv üst kat için kullanılmıştır. Onlar yüzeye filmi paralel olarak alüminyum pul pigment yönelimi permite yana yüksek çözücü seviyeleri mümkün olur. Akrilik kopolimerler yumuşatıcılar ile birlikte kullanılır. Metil metakrilat, stiren, ve n-bütil akrilat sıklıkla kullanılmaktadır. Kritik sentezinde molekül ağırlığı kontrolü yaklaşık 90 000 arasında yukarıda Mw, artan moleküler ağırlığa sahip değişim özellikleri küçük olmakla birlikte film tabakası, moleküler ağırlığı ile artar. Spreylenebilir düşüşler olabilir molekül ağırlığı artar, çözümler artar ve katıların viskozitesi. Viskozite çok yüksek molekül ağırlık fraksiyonlarının etkilenir, ve bunun için dar bir aralığa moleküler ağırlık dağılımı (Mw / Mn) kontrol ederek bu fraksiyon en aza indirmek için kritiktir. TP polimerler daha düşük termoplastik reçinenin molekül ağırlığı. Molekül ağırlığı 1 000-5 000 civarındadır. Bu ham materils olarak kullanılabilir. Bu basınç kadar ısıtıldı ve maruz kaldığında termoset po lymer akmaz. Termoset polimerler kalıcı kimyasal komşularına bağlı zincirleri, ya doğrudan veya kısa köprü zincirleri aracılığıyla, birbirine bağlı bir ağ oluşur. Termoset polimerler çözücüler boşanmak istemiyorum, ama onlar yumuşatmak ve şişer olabilir. Lineer alifatik ketonlar, metil etil keton ve aseton gibi ketonlar reçine oluşturmak için formaldehit ile reaksiyona girerler. Aynı yöntemle, metil izobütil ketondan yapıştırıcı olarak kullanılmak üzere reçine elde edilir. Yüksek alifatik ketonlar uzun süreli reçineler oluşturmazlar. Siklopentanon, sikloheptanone ve halkalı ketonların yanı sıra, sikloalifatik ketonlar, siklohekzanon ve metil siklohekzanon çok önemlidir. Çünkü, zincirlerin uzun kısımları reçinler için hammadde olarak tanımlanır. Metil etil keton reçineleri kaplamalarda ve yapıştırıcılarda kullanılır. Metil etil keton reçineleri, sikloalifatik veya alifatik-aromatik ketonların çözünürlüğü ve uygunluğundan farklıdırlar. Onların özellikleri ketonların polaritesi ve alkali kataliz reaksiyonu boyunca özel davranışlarda bulanmasından kaynaklanır. Metil etil keton-formaldehit reçineleri hafif bir içsel renklenmeye sahiptirler ve alkoller, esterler, ketonlar ve glikol eterler gibi polar çözücülerde çözünürler. Hidroksil sayısı 80 KOH / g 190mg aralığındadır. Polar kütlesi 3 000 ve 5 000 g / mol arasındadır ve 80 ve 125 0C arasında yumuşama gösterir. Aseton-formaldehit kondenzasyon ürünleri, kağıt ve ahşata yapıştırmada kullanan geniş bir yelpazeye sahiptir. Uygulamalarda genellikle, hava direnci ile su geçirmez bir yapıştırma sağlamak için sunta ve ahşap malzemeler elde etmek için fenol resoller yoğunlaşmış olarak bulunmaktadır. Siklohekzanon reçineler, solmaz, birçok solvent içinde çözünür ve kaplamalarda kullanılan ham maddelerin çoğunluğu ile uyumludur. Sikloheksanon-formaldehit reçinelerine göre daha pahalı reçinelerdir. Siklohekzanon, metilol bileşikleri veya reçine üretmek için aldehitler ve özellikle formaldehitlerle reaksiyona girerler. Mol oranları ve reaksiyon durumları üretim sonucunda elde edilir. Yüksek formaldehit fazlalığı, temel kataliz reçine oluşumuna yol açar ise metilen bileşiklerinin oluşumunu destekler. Birçok durumda, reçineler, kurutma, sertlik, dolgunluk, parlaklık ve katı içeriği geliştirmek amacıyla kullanılır. Kaplamalarda alkid / akrilik kaplama malzemeleri, örneğin, çimento, boyalar , epoksi reçine sistemleri ve deniz boyaları her durumda sadece diğer bağlayıcı eşliğinde kullanılır. Geleneksel baskı mürekkepleri, UV-kürleme baskı mürekkepleri ek olarak aynı zamanda giderek artan bir rol oynar. Bir diğer uygulama temel alan yapıştırıcılar ve hermetik tarafından temsil edilmektedir. Tri metil siklohekzanon üzerinde bazlı reçineler, evrensel bir uygulama yeteneğine sahip pigment pastalar kullanmak için uygun hale getirir. Reçineler, hidroksil ve karbonil ile modifiye edilmiştir. Keton reçineler, formaldehit gibi reaktif aldehitler ile α-hidrojen içeren ketonlar tepkimeye hazırlanır. En çok kullanılan termoplastik ketonik reçineler sikloheksanon-formaldehit ve asetofenon formaldehit reçineleridir. Onlar düşük molekül ağırlıklı bileşikler ve kaplama endüstrisi yüksek molekül ağırlıklı filmi kalıplarının, örneğin özelliklerini değiştirmek için katkı maddeleri kullanılır, asetofenon formaldehit reçine, parlaklık ve kağıt ışık haslığı geliştirir. Bu çalışmada, beş adet modifiye edilmiş borik asit siklohekzanon formaldehit reçinesini, borik asit ile siklohekzanon formaldehitin metilolu ile eterleşme reaksiyonuyla elde ettik. Modifiye borik asit siklohekzanon formaldehit reçinesinin mol oranları, siklohekzanon/ formaldehit/ boric asit; 1/2/0.5 (BCFR1), 1/2/0.75(BCFR2), 1/2/1 (BCFR3), 1/2/1.5 (BCFR4), 1/2/3 (BCFR5). Bor reaktifler içeren bu reçineler, aseton, kloroform, alkol, dimetil formamid, gibi organik çözücülerde çok çözünür. Modifiye borik asit siklohekzanon formaldehit reçinesi ATR-FTIR spektroskopisi ile teyit edilmiştir. İnfrared spectroskopsi 3430-3320 cm-1 güçlü metilole ve –B-OH grubuna it –OH piki gözlemlenmiştir. 1715-1640 cm−1 piki karbonil bağına ve borata ait olan -C=O gözlemlenmiştir. 1350 cm−1 pikinde ise borata ait olan B-O gözlemlenmiştir. Bor ve karbona ait olan metilen alifatik hidrojen köprüsü, 2930 cm-1 and 1450 cm-1 pikinde gözlemlenmiştir. Metilol grupları 1040-1060 cm-1 arasında gözlemlenmiştir. Ether bağı C-O, 1130-1140cm-1piki modifiye borik asit siklohekzanon formaldehit methilen köprüsüyle benzerlik gösteriyor. BCFR1, BCFR2 ve BCFR5’e ait olan 1H-NMR spectroskopisi 3-4.5 ppm aralığında metilole ait olan metilen protonları ve eter bağ protonları gözlemlenmiştir. Siklohekzana ait olan alifatik hidrojenlerse 1-3 ppm aralığında gözlemlenmiştir. Modifiye borik asit siklohekzanon formaldehit reçinesinin yanı sıra, modifiye 3-(triethoksil)propil izosiyonat siklohekzanon formaldehit reçinesi elde edildi. CFR-TEOS reçinelerinin mol oranları, (reçine/ modifiye 3-(triethoksil)propil izosiyonat); 1/0.25 (CFR-TEOS1), 1/0.5 (CFR-TEOS2), 1/1.25 (CFR-TEOS3). FTIR spektroskopisin de CFR-TEOS, 3360 and 3390 cm-1 pikinde reçineye ait -OH grupları ve N-H grubu gözlmlenmiştir. 1700-1710cm-1 pikinde ketonik reçinelere ve karbomat grubuna ait karbonil grupları gözlemlenmiştir. 980-987cm-1 ve 1040-1067cm-1 pikinde Si-O-CH2’a ait Si-O ve 700-770cm-1 pikinde ise Si-CH2 gözlemlenmiştir. Sonuç olarak bu çalışmada, yeni bir modifiye borik asid siklohekzanon formaldehit reçinesi (BCFR) sentezlenmiştir. Bor içeren in situ modifiye yöntemi ile oluşan sikloheksanon-formaldehit reçineleri, metilen borat bağ esas sentez işlemi sırasında kurulmuştur. Borat bağının eter bağından daha iyi ısı direnci vardır, bor içeren ketonik reçine de iyi termal stabilite vardır. Bu reçineler siklohekzanon formaldehit reçinelerinden (CFR) tek başına daha yüksek Tg ve Tm değeri vardır ve onlarda termal özellikleri var. Boran içeren sikloheksanon formaldehit reçineleri sonuçlarına göre gelişmiş teknolojiler için polimerik malzemeler alanında yeni bir atılım için bir fırsat sunabilir. Güçlendirilmiş laminant, ısıya dayanıklı yapıştırıcı ve kaplama malzemesi olarak kullanılabilir. Ayrıca, yeni formaldehit reçineleri sikloheksanona değiştirilmiş 3-(triethoksil)propil izosiyanat TEOS hidroksil grubu ile reaksiyona girerek sentezlenmiştir. Bu reçineler, siklohekzanon formaldehit reçinlerinden (CFR) tek başına daha yüksek Tg ve Tm değerine sahiptirve onların da termal özellikleri vardır.
Ketonic resins containing α-hydrogen atoms, such as reactive aldehydes and ketones and formaldehyde is reacted. Cyclohexanone-formaldehyde resins are the most commonly used ketonic, asetofenon - formaldehyde, methyl ethyl ketone formaldehyde resins such as thermoplastic. Resins are commercially popular, mostly low-molecular-weight, crumbles easily solid thermoplastics. Can not be used alone. In most cases, nitro-cellulose, such as alkyd resin mixed with other polymeric materials used in surface coatings industry. Use other than as an area of surface coating, varnish, ink, textile, paper industries can be said as the most important areas. In addition, to increase adhesion with the use of resins in various fields ketonic, lustrous, and provides light for the development of strength-building properties. The cyclohexanone formaldehyde resin (CFR) has low molecular weight and shows unique compatibility with a great number of polymers. It is soluble in most organic solvents such as aromatic hydrocarbons, ketones, esters, alcohols, etc. Because of its good compatibility, it is usually used as a coating additive. The commen in situ modified cyclohexanone formaldehyde resins formed from cyclohexanone, formaldehyde and modifier compound in the presence of sodium hydroxide. The roles of the types of the modifier compound and concentration, the solubility, molecular weight and thermal properties of the modified cyclohexanone formaldehyde resin have been investigated. The modifier compounds are phenols, bisphenols, melamine, p-toluenesulfonamide , salicylic acid, o-cresol, p-cresol, citric acid, polydimethylsiloxane, aniline, 4- aminodiphenylamine and N-N-diphenyl-1,4-phenylenediamine, carbazole-9-carbonyl chloride, ketonic resin has a methylene and methylol groups, so it has relatively higher freedom rotation. Some reports have appeared on the synthesis and application of boron- containing phenol and bisphenol formaldehyde resin, while the synthesis structure and thermal properties of boron-containing cyclohexanone formaldehyde resin have not been investigated until now. In this study, a new BCFR were synthesized. In the boron-containing cyclohexanone-formaldehyde resins formed from in situ modified method, the methylene borate linkage was mainly formed during the synthesis process. The borate linkage had better heat resistance than ether linkage, so the boron-containing ketonic resin had good thermal stability. These resins have higher Tg and Tm value than CFR alone and they also have thermal properties. Resulting boran containing cyclohexanone formaldehyde resins may provide an opportunity for a new breakthrough in the area of polymeric materials for advanced technologies. It can be used as reinforced laminate, heat-resistant adhesives and coating materials. Also, A new 3-(triethoxysilyl) propyl isocyanate modified cyclohexanone formaldehyde resins were synthesized by reaction of hydroxyl group with TEOS. These resins have higher Tg and Tm value than CFR alone and they also have thermal properties.
Açıklama
Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2012
Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2012
Anahtar kelimeler
modifiye reçineler, modifed resins
Alıntı