Vigtigste videnskab

Aldehydkondensationspolymerkemi

Aldehydkondensationspolymerkemi
Aldehydkondensationspolymerkemi

Video: Phenol Formaldehyde Resins - Polymers - Applied Chemistry I 2024, Juli

Video: Phenol Formaldehyde Resins - Polymers - Applied Chemistry I 2024, Juli
Anonim

Aldehydkondensationspolymer, hvilket som helst af et antal industrielt producerede polymere stoffer (stoffer sammensat af ekstremt store molekyler), der er opbygget i kondensationsreaktioner, der involverer en aldehyd. I næsten alle tilfælde er det særlige anvendte aldehyd formaldehyd, en stærkt reaktiv gas, der almindeligvis polymeriseres med phenol, urinstof eller melamin til frembringelse af en række vigtige syntetiske harpikser. Reaktionerne, hvormed disse forbindelser er opbygget i polymerer, kaldes kondensationsreaktioner, fordi de normalt ledsages af frigivelse af vand og andre biprodukter. De resulterende polymerer - kendt som phenol-formaldehydharpiks, urinstofformaldehydharpiks og melamin-formaldehydharpiks - bruges i vid udstrækning som klæbemidler i krydsfiner og andre strukturelle træprodukter. I første halvdel af det 20. århundrede blev de lavet til meget vigtige plastmaterialer som Bakelite og Beetleware.

vigtigste industrielle polymerer: Aldehyde kondensationspolymerer

Aldehydkondensationspolymerer er forbindelser produceret ved omsætning af formaldehyd med phenol, urinstof eller melamin. Det

Phenol, urinstof, melamin og formaldehyd har følgende molekylstrukturer:

Aldehyder er kemiske forbindelser, der indeholder en carbonylgruppe (C = O), et stærkt reaktivt arrangement, hvor et carbonatom og et oxygenatom er forbundet med en dobbeltbinding. Formaldehyd (kemisk formel HCHO) er strukturelt det enkleste medlem af denne familie. Fremstillet ved oxidation af methan er det en farveløs, skarp lugtende gas, der almindeligvis opbevares og håndteres i en flydende opløsning. Phenol (C 6 H 5 OH) er en phenylgruppe alkohol bestående af en hydroxylgruppe (OH) bundet til en seks-sidet, ringformet phenylgruppe (C 6 H 5). Afledt af kumen, der igen produceres ved en reaktion mellem benzen og propylen, er phenol en giftig væske, der skal opbevares og håndteres under klart fastlagte sikkerhedsprocedurer.

Urinstof (også kaldet carbamid) og melamin (også kaldet cyanuramide) begge farveløse, krystallinske faste stoffer indeholdende en aminogruppe (NH 2). På én gang blev begge forbindelser opnået fra calciumcyanamid (og i sidste ende fra calciumcarbid). Urea produceres nu ved omsætning af kuldioxid med ammoniak, og melamin opnås ved dehydrering af urinstof.

Disse forbindelser omtales som monomerer, en generel betegnelse for en klasse af forbindelser, for det meste organiske, der kan kobles sammen i nærværelse af en katalysator til fremstilling af polymerer. Aldehydkondensationspolymererne har følgende generelle strukturer:

I alle tre polymerer methylengrupperne (CH 2) forbundet til gentagelsesenhederne (og knytte dem til andre enheder til at producere kæmpemolekyler) leveres af formaldehyd. Dannelsen af CH 2 bindinger generelt følger en to-trins proces. I det første trin, er formaldehyd omsættes med en af de andre monomerer til frembringelse af en lav molekylvægt præpolymer bestående af små molekyler, hvori et begrænset antal gentagelsesenheder er bundet sammen af methylol eller hydroxymethyl, grupper (CH 2 OH). På dette tidspunkt kan forbindelsen modificeres med fyldstoffer, pigmenter og andre additiver og opbevares til fremtidig forarbejdning. I det andet trin præpolymeren hærdes (sædvanligvis under varme og tryk og i nærvær af en katalysator), og CH 2 OH-grupper er ”kondenseres” til CH 2 med tab af vand. Polymererne er således termohærdede eller sammenkoblet i permanente tredimensionelle netværk, der er ideelt egnet til fremstilling af syntetiske harpikser.