ĐÓNG RẮN POLYAMIN VÀ POLYAMIN ADDUCT

ĐÓNG RẮN POLYAMIN VÀ POLYAMIN ADDUCT

ĐÓNG RẮN POLYAMIN VÀ POLYAMIN ADDUCT

20:36 - 16/10/2018

Hiện nay nhựa Epoxy đã trở thành một ngành công nghiệp khi có mặt ở rất nhiều các ứng dụng như làm chất phủ bảo vệ kết cấu, mạ điện catot làm sơn lót ô tô, màng bảo vệ tàu biển, làm phủ nền bể chứa thùng chứa hoặc làm sàn công nghiệp…. Màng phủ nhựa Epoxy là cơ sở cho nhiều hệ sơn khác nhau, tron

Nhựa Epoxy chỉ có thể sử dụng sau khi chuyển thành trạng thái không nóng chảy, không hòa tan trong các dung môi. Có nghĩa là đã hình thành các liên kết ngang giữa các mạch phân tử để tạo mạng lưới không gian 3 chiều dưới tác dụng của các tác nhân đóng rắn. Chất đóng rắn được đưa vào nhựa Epoxy ở điều kiện nhất định gây phản ứng hoặc xúc tác phản ứng làm thay đổi cấu trúc phân tử dẫn tới sự thay đổi về tính chất vật liệu sau khi đóng rắn. Vì vậy việc lựa chọn đóng rắn phải tùy thuộc vào mục đích sử dụng hay công nghệ gia công chế tạo đóng rắn.

Đóng rắn cho Epoxy có 2 loại: Chất đóng rắn xúc tác và chất đóng rắn phản ứng

- Chất đóng rắn xúc tác là các axit Lewis có tác dụng xúc tác gây phản ứng trùng hợp các nhóm epoxy

- Chất đóng rắn phản ứng và chất tham gia trực tiếp vào phản ứng tạo các mối liên kết ngang. Đó là các nhóm đa chức có khả năng phản ứng với nhóm Epoxy. Chất đóng rắn khâu mạch - loại này có thể là các amin bậc 1,bậc 2, amin thẳng, thơm hoặc vòng. Đóng rắn cũng có thể là các polyphenol,anhydride axit…

Do có nhiều ưu điểm và ý nghĩa thực tiễn nên amin là chất đóng rắn phổ biến nhất cho nhựa epoxy. Trong bài viết này ta chủ yếu nói về đóng rắn amin.

1. Bản chất quá trình phản ứng khâu mạch

Amin khi tham gia vào phản ứng đa phần không có xúc tác mà nhờ vào nguyên tử H linh động ở nhóm amin cộng hợp vào vòng Epoxy, mở vòng và tạo nhóm Hydroxyl bậc 2. Các phân tử này sau khi mở vòng có nguyên tử Carbon chưa no lại tiếp tục phản ứng với nhóm epoxy khác gây phản ứng dây chuyền.

2. Amin mạch thẳng
a. Amin mạch thẳng thông thường

Amin mạch thẳng phổ biến nhất là hexametylen diamin H2N(CH2)6NH2 và các sản phẩm là dẫn xuất của Amoniac có dạng công thức H2N(CH2)nNH2

Amin mạch thẳng có độ nhớt thấp và có thể đóng rắn epoxy ở cả nhiệt độ thấp và nhiệt độ cao. Hỗn hợp Epoxy-amin có thời gian đóng rắn ngắn 1-3h ở nhiệt độ 15-250OC.  Nhưng nhược điểm là có tính hút ẩm, độc, dễ bay hơi và cần phải tính toán chính xác khối lượng sử dụng vì đương lượng amin nhỏ. Amin phân tử thấp như EDA, DETA, TETA dễ tạo muối khi phản ứng với cacbonic trong không khí dẫn tới đóng rắn không triệt để làm cho sản phẩm vật liệu thường có tính chất cơ lý thấp, bề mặt dính ướt. Để khắc phục nhược điểm này người ta đã biến đổi các trúc và tạo ra các amin có cấu trúc và hoạt tính khác nhau.

DETA khâu mạch trong keo epoxy

 b. Amin mạch thẳng biến tính (Polyamin adduct)

Là sản phẩm của phản ứng giữa amin mạch thẳng với oligomer epoxy và monomer.

DETA+ Epoxy+ CH2=CH2 → HO-CH2-CH2-CH2-CH2-NH-(CH2)2-NH-(CH2)2-NH2

DETA adduct khâu mạch trong keo epoxy

Ưu điểm của adduct so với polyamine thường: ít độc hơn vì có nhóm OH, tính chất cơ lý và tổ hợp tốt hơn do có mạch dài và sự hoạt hóa của nhóm OH dẫn tới nguyên tử H của nhóm amin linh động, hạn chế được sự đục mờ của màng phủ khi đóng rắn ở điều kiện có độ ẩm cao vì nhóm chức OH có thể được hơi nước hoạt hóa thành –OH2+ nên khả năng chịu thi công ở môi trường ẩm tốt hơn polyamine thông thường. Tuy nhiên độ nhớt adduct cao hơn polyamine ban đầu, khả năng phản ứng kém hơn polyamine mạch thẳng vì vậy trong một số điều kiện cần có thêm xúc tiến đóng rắn ở nhiệt độ thấp và độ ẩm cao.

Vì những ưu điểm của amin adduct hiện nay rất nhiều các nhà máy đã sử dụng các loại amin adduct để làm chất đóng rắn cho sản phẩm nhựa epoxy vì chúng có gốc mạch carbon dài hơn poly amin thông thường và cho sản phẩm có tính cơ lý tốt hơn. Ngoài ra trong phân tử của polyamine adduct có nhóm OH giúp có thể thi công ở điều kiện ẩm cao vì nhóm –OH có thể bị nước hoạt hóa thành –OH2+ khiến cho H trong nhóm amin linh động hơn dễ phản ứng hơn. Tuy nhiên vì để có thể đóng rắn ngay trong cả môi trường nước ta còn cần loại amin adduct có tính ưu việt hơn nữa sẽ được giới thiệu ở bài viết khác. Trong bài này chúng tôi chỉ giới thiệu polyamine adduct so với polyamine bình thường.

Ban Biên tập Hóa chất Mega

Phòng 703 - Nhà OCT3A - Khu ĐTM Resco - Đường Phạm Văn Đồng
Phường Xuân Đỉnh - Quận Bắc Từ Liêm - Thành phố Hà Nội
Tel: (+84) 24 375 89089; Fax: (+84) 24 375 89098
Email: contact@megavietnam.vn; Website: http://megavietnam.vn