Alkydihartsi

Alkydihartsi, monimutkainen öljymodifioitu polyesteri, joka toimii kalvonmuodostajana joissakin maaleissa ja kirkkaissa pinnoitteissa. 1920-luvulla kehitetyt alkydipohjaiset emalimaalit olivat aikoinaan yksi tärkeimmistä pintamaalityypeistä. Koska ne sisältävät haihtuvia orgaanisia liuottimia ja kestävät huonosti ulkopinnoilla, ne ovat väistyneet uudempien polymeerijärjestelmien (erityisesti vesipohjaisten lateksimaalien) tieltä. Alkydejä käytetään kuitenkin edelleen heikkotehoisissa teollisuuspinnoitteissa ja sisustusmaaleissa.

Lue lisää tästä aiheesta
tärkeimmät teollisuuspolymeerit: Alkydit ja öljyttömät pinnoituspolyesterit
Alkydit eli alkydihartsit ovat erittäin monimutkaisia verkostopolyestereitä, joita valmistetaan maaliteollisuutta varten. Ne on kehitetty tutkimuksesta…

Nimi alkydi, joka muodostuu alkyylistä (kemiallinen lyhenne alkoholista) ja haposta, tarkoittaa hartsin kemiallista alkuperää, joka perustuu yleisesti alkoholin, kuten glyserolin, ja dikarboksyylihapon tai sen anhydridin – esimerkiksi ftaalihappoanhydridin – väliseen polymerointireaktioon. Glyseroli ja ftaalihappoanhydridi reagoivat muodostaen polyesteriglyptalin. Reaktio voidaan esittää seuraavasti:

Kun esteriä muodostaviin yhdisteisiin lisätään tyydyttymätöntä öljyä, kuten volframiöljyä, pellavaöljyä tai dehydratoitua risiiniöljyä, tuloksena on haaroittunut polyesteri, joka sisältää rasvahapposivuryhmiä. Kun tällainen pinnoitusaine levitetään pinnalle, polyesterin öljyosuus käy läpi ristisilloitusreaktion ympäröivästä ilmasta tulevan hapen läsnä ollessa, kun se kuivuu, jolloin saadaan tahmea kalvo.

Tyypillinen alkydimaali koostuu öljymodifioidusta polyesteristä, joka muodostaa pinnoitekalvon, liuottimesta, kuten heksaanista tai kivennäisbensiinistä, joka auttaa levittämisessä, metallinafteenaateista, jotka katalysoivat kuivumisreaktiota, ja väriaineesta värin aikaansaamiseksi ja peittää pinnoitetun pinnan. Koostumuksen öljypitoisuus voi vaihdella. Pitkäöljyinen alkydi sisältää 60 painoprosenttia rasvahappoa, keskiöljyinen alkydi 40-60 painoprosenttia rasvahappoa ja lyhytöljyinen alkydi alle 40 painoprosenttia rasvahappoa. Alkydipinnoitteiden käyttö vähenee osittain siksi, että säädökset rajoittavat haihtuvien orgaanisten aineiden päästöjä ilmakehään. Tällaisten säännösten noudattamiseksi alkydit voidaan tehdä vedenpoistokelpoisiksi lisäämällä molekyyleihin vapaita happoryhmiä. Kun läsnä on emäs, kuten ammoniakki, nämä ryhmät mahdollistavat polymeerien liukenemisen veteen orgaanisten liuottimien sijasta. Yleensä tarvitaan rinnakkaisliuotinta, kuten 2-butoksietanolia, jotta liuos pysyy stabiilina, ja näissä olosuhteissa alkydipolymeeriketjun perustana olevat esterisidokset ovat alttiita rikkoutumaan hydrolyysin vaikutuksesta. Tällöin valitaan usein erityisiä monomeerejä, jotka antavat ketjulle hydrolyyttisen stabiilisuuden.

Hanki Britannica Premium -tilaus ja hanki pääsy eksklusiiviseen sisältöön. Tilaa nyt

Pintapinnoiteteollisuudessa nimitys polyesteri tarkoittaa yksinään käytettynä polyesteriä, joka ei sisällä luonnonöljyjen modifiointiaineita. Tällaisia polyestereitä käytetään laajalti pinnoitteissa. Polymeerillä voi olla lineaarinen rakenne, mutta se on usein haarautunut, ja se on yleensä suhteellisen pienimolekyylipainoisessa muodossa, joka voidaan silloittaa tehokkaan kalvon muodostamiseksi. Kun polyesteri syntetisoidaan ylimääräisen alkoholin läsnäollessa, sillä on taipumus saada molekyyleihin hydroksyyliryhmiä, ja nämä molekyylit voidaan silloittaa hydroksyyliryhmien kautta reagoimalla isosyanaatti-, epoksi- ja melamiiniyhdisteiden kanssa. Jos polymerisaation aikana on liikaa orgaanista happoa, polyesterissä on karboksyylipäällysryhmiä, ja niistä voi tulla paikkoja, joihin epoksi-, melamiini- ja amiiniryhmät voivat ristisilloittua. Polyesterit, joiden ketjuihin on kiinnittynyt vapaita happoryhmiä, voidaan liuottaa veteen redusoituvaan muotoon, kuten alkyditkin. Tässäkin tapauksessa on otettava huomioon tuloksena syntyvän järjestelmän hydrolyyttinen stabiilisuus.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.