Alkydhars

Alkydhars, een complex olie-gemodificeerd polyester dat dient als filmvormend middel in sommige verven en blanke coatings. Alkydhars-emailleverven, die in de jaren twintig van de vorige eeuw werden ontwikkeld, waren ooit een van de belangrijkste soorten oppervlaktecoatings. Vanwege hun gebruik van vluchtige organische oplosmiddelen en hun geringe duurzaamheid op buitenoppervlakken hebben zij het moeten afleggen tegen nieuwere polymeer-systemen (met name latexverven op waterbasis). Niettemin worden alkydharsen nog steeds gebruikt in industriële coatings met lage prestaties en in binnenverven.

Lees meer over dit onderwerp
belangrijkste industriële polymeren: Alkydharsen en olievrije coatingpolyesters
Alkydharsen, of alkydharsen, zijn zeer complexe netwerkpolyesters die worden vervaardigd voor de verfindustrie. Ontwikkeld op basis van onderzoek…

De naam alkyd, gevormd uit alkyl (een chemische afkorting voor alcohol) en zuur, duidt op de chemische oorsprong van de hars, die gewoonlijk is gebaseerd op een polymerisatiereactie tussen een alcohol, zoals glycerol, en een dicarbonzuur of zijn anhydride – bijvoorbeeld ftaalzuuranhydride. Glycerol en ftaalzuuranhydride reageren tot het polyesterglyptal. De reactie kan als volgt worden weergegeven:

Wanneer aan de estervormende verbindingen een onverzadigde olie, zoals tungolie, lijnolie of gedehydrateerde ricinusolie, wordt toegevoegd, ontstaat een vertakt polyester met vetzuurhoudende zijgroepen. Wanneer een dergelijk coatingmiddel op een oppervlak wordt aangebracht, ondergaat het oliegedeelte van de polyester tijdens het drogen een vernettingsreactie in aanwezigheid van zuurstof uit de omgevingslucht, waardoor een kleefvrije film ontstaat.

Een typische alkydverf bestaat uit de met olie gemodificeerde polyester om de coatingfilm te vormen, een oplosmiddel zoals hexaan of terpentine om bij het aanbrengen te helpen, metaalnaftenaten om de droogreactie te katalyseren, en pigment om kleur te geven en het gecoate oppervlak te verbergen. Het oliegehalte van de formulering kan variëren. Een lange-olie alkyd bevat 60 gewichtspercenten vetzuur; een middel-olie alkyd bevat 40-60 gewichtspercenten vetzuur; en een korte-olie alkyd bevat minder dan 40 gewichtspercenten. Het gebruik van alkydcoatings neemt gedeeltelijk af vanwege regelgeving die het vrijkomen van vluchtige organische stoffen in de atmosfeer beperkt. Om aan deze voorschriften te voldoen, kunnen alkyds waterreduceerbaar worden gemaakt door vrije zuurgroepen aan de moleculen toe te voegen. In aanwezigheid van een base zoals ammoniak zorgen deze groepen ervoor dat de polymeren in water kunnen worden opgelost in plaats van in organische oplosmiddelen. Gewoonlijk is een cosolvent zoals 2-butoxyethanol nodig om een stabiele oplossing te handhaven, en onder deze omstandigheden zijn de esterbindingen die de basis vormen van de alkydpolymeerketen kwetsbaar voor breuk door hydrolyse. In dit geval worden vaak speciale monomeren gekozen om de keten hydrolytische stabiliteit te geven.

Gebruik een Britannica Premium-abonnement en krijg toegang tot exclusieve inhoud. Abonneer u nu

In de industrie van oppervlaktecoatings duidt de naam polyester, indien alleen gebruikt, op een polyester zonder modificeermiddelen op basis van natuurlijke olie. Dergelijke polyesters worden op grote schaal gebruikt in coatings. Het polymeer kan een lineaire structuur hebben, maar vaak is het vertakt, en meestal is het een relatief laag moleculair gewicht dat kan worden gecrosslinkt om een hoogwaardige film te vormen. Wanneer het polyester wordt gesynthetiseerd in aanwezigheid van een overmaat alcohol, heeft het de neiging hydroxyl eindgroepen op de moleculen te hebben, en deze moleculen kunnen via de hydroxylgroepen worden verknoopt door reactie met isocyanaat, epoxy, en melamine verbindingen. Als er tijdens de polymerisatie een overmaat aan organisch zuur aanwezig is, krijgt het polyester carboxyl-eindgroepen, en deze kunnen de plaatsen worden voor cross-linking met epoxy-, melamine-, en aminegroepen. Polyesters met vrije zuurgroepen aan hun ketens kunnen worden gesolubleerd tot een in water reproduceerbare vorm, zoals het geval is bij alkyds. Ook hier moet rekening worden gehouden met de hydrolytische stabiliteit van het resulterende systeem.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.