Le resine artificiali sono state inventate all'inizio del secolo scorso. Questo evento può essere considerato rivoluzionario, perché questo prodotto ha sostituito le resine naturali e ha trovato il più ampio utilizzo in vari settori dell'economia delle costruzioni, dell'ingegneria meccanica, e anche nella produzione di vernici e pitture artificiali, che sono state utilizzate anche in medicina. Un po' di dottrina Le resine artificiali sono composti ad alto peso molecolare che si ottengono a seguito di reazioni di policondensazione o polimerizzazione. La polimerizzazione si riferisce al processo di combinazione di un numero speciale di monomeri semplici in una molecola ad alta intensità di lavoro in assenza di beni secondari. La policondensazione è il processo di riorganizzazione di molecole semplici in una molecola organica complessa mediante il metodo di origine dei legami di carbonio con altri atomi. Le resine di policondensazione e polimerizzazione sono utilizzate nell'edilizia. Classificazione delle resine artificiali Le resine artificiali si dividono in: termoindurenti termoplastiche
Le resine artificiali termoindurenti hanno plasticità e fusibilità solo entro un chiaro intervallo di temperatura, al di sopra del quale passano in uno stato insolubile e infusibile. Le resine artificiali termoplastiche conservano molteplici plasticità e fusibilità. Sulla base del metodo di produzione della resina, del suo scopo e delle materie prime iniziali, visitano l'aspetto ripetuto di polveri, blocchi, emulsioni, granuli e fogli. L'uso di resine artificiali Le resine artificiali hanno trovato un uso così esteso in quasi tutti i settori dell'industria e lavori di costruzione, in realtà è più facile elencare le aree in cui non vengono utilizzate. Eppure, proviamo a capire questa diversità. Le resine artificiali sono ampiamente utilizzate nella produzione di composti (impregnazione isolante), adesivi, vernici e pitture, attrito e abrasivi che sono stati utilizzati. Grazie alla capacità di polimerizzazione delle resine artificiali, svolgono un ruolo significativo nella produzione di plastica, pietra sintetica e finestre in PVC. Le resine allo stato indurito si distinguono per la massima adesione a calcestruzzo, lega, vetro e altri materiali. Le resine artificiali sono caratterizzate da una maggiore stabilità meccanica e chimica, stabilità all'acqua e alle temperature. Le pitture e le vernici realizzate sulla base di resine artificiali hanno la massima resistenza all'abrasione, si asciugano per diverse ore dopo l'applicazione, formano rivestimenti impermeabili e duri.
Le pietre sintetiche, realizzate sulla base di resine artificiali, sono ampiamente utilizzate nella fabbricazione di davanzali, lavelli, controsoffitti, mobili e così via.Questi materiali si distinguono vantaggiosamente da altri argomenti, infatti, non sono quasi soggetti a meccanica azioni, gli effetti delle sostanze chimiche e dell'acqua, le fluttuazioni di temperatura. I prodotti dall'origine artificiale della pietra non perdono la loro attrattiva e integrità esterne. La pietra prodotta artificialmente è visivamente quasi indistinguibile dalla pietra naturale. Particolare attenzione dovrebbe essere prestata ai rivestimenti per pavimenti polimerici solidi a base di resine artificiali. La massima resistenza all'usura, agli shock termici, alla rabbia chimica, alla resistenza allo scivolamento, alla stabilità nel tempo, alla facilità di manutenzione e pulizia, ai bassi costi di riparazione e manutenzione, all'igiene, alla conservazione dell'attrattiva esterna per l'intera vita utile: questo non è un elenco completo di i vantaggi di questi pavimenti. . I rivestimenti polimerici monolitici sono ideali per luoghi di consumo sociale, ma anche per locali residenziali. Gli adesivi a base di resine artificiali forniscono composti ad alta resistenza e sono resistenti all'acqua al 100%. Le superfici incollate non sono soggette all'azione di funghi e muffe. In base al tipo di resine utilizzate nella produzione degli adesivi, sono adatti per incollare tutte le superfici, dal legno alla lega.
RESINE ARTIFICIALI
Le resine naturali vengono sempre più sostituite dall'industria delle vernici con resine artificiali prodotte sinteticamente. Chimica moderna così ben studiato i processi di formazione delle resine sintetiche che queste ultime potrebbero benissimo sostituire le resine naturali. Selezionando materie prime e modalità, è possibile conferire alle resine artificiali proprietà necessarie come resistenza all'acqua e agli alcali, alte temperature, luce, ecc.
Parallelamente al continuo miglioramento della produzione, cresce anche il numero di nuovi tipi di resine artificiali. Attualmente esistono centinaia di resine artificiali. Molti di loro non sono ancora standardizzati, e quindi non è facile navigare nel flusso di nomi che lo sono marchi di fabbrica, e formare un'idea obiettiva delle proprietà e della possibilità della loro applicazione.
Molti nuovi materiali sono simili di per sé Proprietà fisiche su resine naturali: sono fragili a temperatura normale e plastica quando elevata, non si dissolve in acqua, ecc.; Su Composizione chimica sono, tuttavia, significativamente diversi. Alcuni sono ottenuti per polimerizzazione, altri per policondensazione. In entrambi i processi le sostanze organiche liquide vengono trasformate in sostanze semiliquide o solide che formano vernici con solventi o sono utilizzate nella produzione di materie plastiche.
Le resine polimerizzate sono formate da insaturi composti organici, ad esempio, dallo stirene (CH 2 \u003d CH - C 6 H 5), un liquido incolore con punto di ebollizione di 146 °. Lo stirene passa quando riscaldato o spontaneamente (con prolungata permanenza) in solido- polistirolo. Chiamiamo la sostanza di partenza un monomero e la sostanza risultante un polimero. Durante la polimerizzazione, le molecole monomeriche si combinano tra loro in grandi quantità, formando macromolecole polimeriche.
Secondo Ellis, le macromolecole di polimeri bassi formano una catena lineare di molecole semplici, mentre le macromolecole di polimeri superiori sono costituite da catene raggruppate spazialmente. I polimeri inferiori sono più solubili nei solventi organici e sono quindi più adatti per la produzione di vernici rispetto ai polimeri superiori, che si dissolvono solo leggermente o rigonfiano solo nel solvente. Come un certo composto chimico resiste all'attacco di acidi e basi. Sono usati per fabbricare materie plastiche artificiali 15 .
Le resine ottenute per polimerizzazione - polivinile, stirene e poliacrilico, sono termoplastiche, cioè quando riscaldate si ammorbidiscono come le resine naturali. Dopo il raffreddamento, acquisiscono nuovamente le loro proprietà originali.
Molti nuovi materiali ottenuti per policondensazione, comprese le resine fenolo-formaldeide, ammino-formaldeide, gliptal, cicloesano e altri, sono termoplastici e facilmente solubili nella fase iniziale della formazione, ma quando riscaldati si induriscono, cioè si trasformano in un resina vetrosa insolubile. Queste resine sono utilizzate principalmente per la produzione di materie plastiche. Per la produzione di lacche, vengono sottoposte a ulteriori lavorazioni volte a ridurre la fragilità, come la combinazione con oli. Le resine fenolico-formaldeide dello stadio iniziale non sono compatibili con gli oli essiccanti e quindi non possono essere utilizzate per realizzare vernici olio-resina anche a temperature elevate. Questa mancanza può essere eliminata dalla cosiddetta modifica. Durante la modifica, le resine artificiali vengono fuse con acidi butirrici o resinosi (ad esempio con colofonia esterificata). Le resine modificate sono commercializzate come "copali artificiali" da cui vengono ricavate vernici sintetiche. Il metodo della policondensazione può anche produrre resine termoplastiche simili alle resine termoplastiche ottenute per reazione di polimerizzazione.
A. Resine artificiali ottenute per polimerizzazione
1. Le resine poliviniliche sono buone materie prime per la produzione di vernici tecniche e materie plastiche. Il polivinilacetato si ottiene per polimerizzazione del vinilacetato. La resina che ne risulta è una sostanza solida, trasparente, incolore, solubile in molti solventi organici, ad eccezione degli idrocarburi del petrolio e dell'etere, e, inoltre, dell'acqua. È neutrale se realizzato con cura. I gradi convenzionali di polivinilacetato destinati a scopi tecnici contengono tracce di un monomero che, a seguito dell'idrolisi, rilascia acido acetico, che degrada la qualità e la stabilità della resina. Il film di vernice polivinilica è molto durevole, resiste bene agli effetti dell'atmosfera e ingiallisce in misura molto minore rispetto alle resine naturali. Le vernici all'acetato di polivinile sono state utilizzate in alcune gallerie per verniciare i dipinti. Secondo l'esperienza, però, non è del tutto lecito consigliare questa resina per questo scopo, poiché dopo un po' tende a formare una finitura opaca, e, inoltre, è possibile che dopo un tempo più lungo, come le vernici poliacriliche, diventi insolubile in solventi moderati, trasformandosi in polimeri superiori. Pertanto, non vi è alcuna garanzia che venga soddisfatto il requisito fondamentale della conservazione dei dipinti, in modo che il film di vernice possa mai essere rimosso dal dipinto senza danneggiare lo strato pittorico.
Le vernici in emulsione di acetato di polivinile contengono solitamente una quantità significativa di plastificanti che, sebbene conferiscano maggiore elasticità al film di vernice, lo rendono meno durevole. Le vernici all'acetato di polivinile in emulsione non plastificata sono molto più affidabili e possono essere utilizzate per la preparazione di emulsioni a tempera. A partire dal 1935 circa, si cercò di organizzare la produzione di vernici a base di acetato di polivinile per artisti. Tuttavia, le vernici di questa composizione non hanno ancora trovato significato applicazione pratica. Nella pittura decorativa e decorativa, le vernici realizzate con vernici a emulsione di polivinilacetato si sono dimostrate efficaci. Inoltre, questa resina viene utilizzata per trasferire i dipinti murali* su una nuova base.
Il polivinil acetale è formato dall'azione di un'aldeide su esteri vinilici. È più dura e più appiccicosa della resina precedente, ma non così resistente agli agenti atmosferici. Secondo Woodburg (Woodburg), possono rafforzare l'osso in decomposizione a causa dell'invecchiamento e dei prodotti che ne derivano.
L'alcool polivinilico si ottiene per idrolisi di esteri polivinilici. È solubile in acqua, glicerina e glicole. Le sue soluzioni acquose, fino al 20%, hanno un pronunciato carattere colloidale. Il suo film incolore è assolutamente resistente alla luce e all'aria. Poiché si dissolve molto facilmente in acqua e non perde questa proprietà anche dopo molto tempo. per molto tempo, è più adatto per alcuni lavori di conservazione rispetto alle resine di poliacrilato, che perdono la loro solubilità a causa dell'invecchiamento.
L'alcool polivinilico viene utilizzato come colloide protettivo per la preparazione di emulsioni, la conservazione dei tessuti e in alcuni casi nella fissazione di strati pittorici distaccati o in polvere di pitture murali, sui quali una soluzione al 5% di alcol polivinilico non provoca imbrunimenti o altri effetti ottici cambia durante l'asciugatura, in modo che il carattere chiaro e opaco della pittura murale venga preservato anche dopo il fissaggio. A volte possono essere sostituiti con colla, gelatina o caseina, sostanze che causano tensione sulla superficie degli strati di vernice, che possono portare alla rottura e allo spargimento di questi strati. In ambiente umido l'alcool polivinilico è soggetto a muffe e quindi non va utilizzato su muri umidi. Questo inconveniente, tuttavia, si manifesta in misura molto minore rispetto agli adesivi e può essere prevenuto aggiungendo qualche centesimo di percento di fenilmercurico cloruro.
Le resine poliviniliche** sostituiscono in parte la celluloide e, allo stato plastificato, i materiali in pellicola. Sono altamente resistenti agli acidi e al sale. Sono in vendita con vari nomi: igelit, vinopas, gelva, vinoflex, vinixol, ecc.
2. Le resine poliacriliche sono formate dalla polimerizzazione di esteri dell'acido metacrilico. Queste sono sostanze trasparenti e incolori che si ammorbidiscono a temperature elevate e a alte temperature depolimerizzare.
Il loro film è assolutamente resistente alla luce e resiste bene agli influssi dell'atmosfera, all'ossidazione, all'azione di gas nocivi e all'umidità. Si dissolvono in toluene per formare soluzioni a bassa viscosità. Il loro svantaggio, che però è insito nella stragrande maggioranza delle resine artificiali, è la scarsa adesione al terreno.
Il polimetilmetacrilato è una resina molto dura e resistente, ampiamente utilizzata nella pratica e ben nota sotto il nome di vetro organico (plexigum, plexiglass). Disciolto in toluene forma una vernice trasparente il cui film è molto duro e resistente.
Il polibutilmetacrilato è simile nelle proprietà al precedente, ma è più trasparente *** e quindi soddisfa maggiormente i requisiti della tecnologia di verniciatura. La sua pellicola di lacca ha un'elasticità superiore a tutte le pellicole di lacca in resina naturale.
Il copolimero di metilmetacrilato e butilmetacrilato combina le proprietà di entrambe le resine. È più elastico del polimetilmetacrilato, ma il suo film ha una durezza superficiale maggiore rispetto al film di polibutilmetacrilato.
Due circostanze, però, impediscono alle resine poliacriliche, che si distinguono per tale eccezionale resistenza, di essere largamente impiegate in pittura e sostituire le resine naturali nelle tecniche di verniciatura: 1) scarsa adesione del film alla superficie da rivestire; 2) scarsa solubilità dei film di vernice nei solventi comunemente usati. Nel tempo, il film di vernice perde la sua solubilità in eventuali solventi organici e si gonfia solo leggermente ****. Questa circostanza impedisce l'uso di resine di poliacrilato per la verniciatura di quadri, poiché la vernice del quadro deve essere facilmente rimossa. Negli ultimi anni si è organizzata la produzione industriale di vernici in emulsione poliacrilica, di cui si parla in questo libro nella sezione sulle vernici, nel paragrafo sulle vernici in emulsione. È stato accertato, finora solo sperimentalmente, che queste vernici sono adatte per la preparazione di leganti completamente trasparenti, per fondi su tela e come additivo per emulsioni a tempera. Il polibutilmetacrilato, disciolto in toluene, viene utilizzato per conservare e rinforzare sculture lignee distrutte dai tarli.
3. Le resine polistireniche si ottengono mediante polimerizzazione dello stirene (vinilbenzene) mediante riscaldamento e sotto l'influenza della luce. Il polimero è insolubile in alcool etilico, acetone, etere e idrocarburi di petrolio. Solubile in olio di trementina, idrocarburi aromatici, diossano, piridina ed esteri. Queste vernici danno un film duro, forte, trasparente, incolore e resistente alla luce. L'indice di rifrazione va da 1,50 a 1,70. L'elasticità di queste resine è aumentata da plastificanti come il dibutilftalato e il trifenilfosfato.
B. Resine sintetiche ottenute per policondensazione
1. Le resine gliftaliche sono ottenute per policondensazione di acidi polibasici (ftalico, maleico) e alcoli poliidrici (glicerolo, glicoli e altri). Da questa enumerazione è chiaro che producono molto tipi diversi queste resine, che si differenziano per le loro proprietà. Alcuni di essi vengono disciolti in solventi (diossano, tricloroetano, acetato di etile) e miscelati con pigmenti nelle vernici a vernice; la maggior parte sono modificati con acidi grassi, oli o resine. Le resine gliftaliche modificate (miscelate con oli siccativi o nitro ed etilcellulosa) producono vernici e smalti tecnici pregiati, flessibili, appiccicosi, a rapida essiccazione, non ingiallenti e resistenti alle sollecitazioni chimiche e meccaniche.
2. Le resine fenolico-formaldeide si ottengono per policondensazione di fenoli con aldeidi. Se la reazione procede in ambiente acido si formano novolacche che si dissolvono in alcool etilico; se la reazione procede in un mezzo alcalino, si formano i resoli, i cui condensati inferiori si sciolgono in acetone, alcool, benzene e altri solventi. I condensati più alti si solidificano quando riscaldati (resit, bachelite) e non si dissolvono in solventi organici. Sono utilizzati nella produzione di materie plastiche. Le vernici ad olio sono realizzate con resine fenolo-formaldeide modificate.
Relative resine alchil-fenoliche ***** formano una vernice con olio di lino polimerizzato, che indurisce se riscaldato a 180-200 ° in un film resistente alle sollecitazioni meccaniche e attacco chimico. Questa vernice sostituisce gli smalti resistenti al calore.
Oltre alle buone proprietà, le resine fenolo-formaldeide presentano però due svantaggi: sono di colore scuro e hanno un odore sgradevole.
3. Resine ammino-formaldeide. I più importanti sono gli ammino-policondensati di tiourea e formaldeide. Si tratta di sostanze trasparenti, incolori, resistenti alla luce e resistenti utilizzate per la produzione di vernici, adesivi (caserite) e composizioni impregnanti per carta e tessuti (rezopal, polopas, kaurit).
4. La melamina è simile agli amminoplasti (melamina formaldeide.— ed.) resine ottenute da melammina e formaldeide; si dissolvono più facilmente e, inoltre, sono più stabili. Sono costosi e quindi vengono utilizzati meno degli aminoplasti.
B. Polisilossani
I polasilossani - derivati organici del silicio - sono nuovi materiali polimerici, caratterizzati da un'eccezionale resistenza all'acqua e agli agenti chimici. Nella fase iniziale della policondensazione, i polisilossani sono sostanze liquide, semisolide o solide che, se applicate in uno strato sottile, proteggono altri materiali dall'esposizione all'acqua. Sulla superficie dei materiali si forma una pellicola trasparente e dura, caratterizzata da un'elevata resistenza. Alcuni polisilossani polimerizzano se riscaldati. Infine, vengono utilizzati per il finissaggio dei tessuti. È auspicabile che questi nuovi materiali, la cui produzione industriale sta appena iniziando a svilupparsi, vengano prodotti anche a fini di restauro, ad esempio per la conservazione della pietra, e che vengano utilizzati anche per la pittura murale.
DERIVATI DELLA CELLULOSA
La cellulosa è un policondensato di glucosio (polisaccaride). È una sostanza fibrosa bianca o leggermente giallastra. (Si gonfia in acqua, si gonfia ancora di più in soluzioni diluite di alcali o sali - Ed.) Stendendo la massa rigonfia in uno strato sottile e rimuovendo l'acqua da essa, si ottiene la carta grezza, detta anche carta da filtro. Al microscopio si possono distinguere le cellule vegetali sulle sue fibre.
La cellulosa è una materia prima non solo nella produzione di carta, ma anche in vernici, celluloide, film, ecc.
Esteri di cellulosa
Sotto l'azione degli acidi, la cellulosa viene convertita in esteri, di cui i tecnicamente più importanti sono: nitrati di cellulosa - esteri dell'acido nitrico e acetato di cellulosa - esteri dell'acido acetico. (A differenza della cellulosa, i suoi esteri sono solubili in solventi organici e formano forti pellicole trasparenti dopo l'evaporazione del solvente.— Ed.)
1. I nitrati di cellulosa (nitrocellulosa) si formano per azione di una miscela di acido nitrico concentrato con acido solforico sulla cellulosa. Il processo è chiamato nitrazione. La nitrocellulosa secca è una sostanza bianca o giallastra, insolubile in acqua e altamente infiammabile. A seconda del grado di nitrazione, gradi di nitrocellulosa con varie proprietà. Tra le varietà di nitrocellulosa, le più adatte alla produzione di vernici sono le nitrocellulose con un contenuto medio di azoto (10,5-12,7%), che conservano ancora la capacità di dissolversi, ma non sono esplosive come le nitrocellulose. alto grado nitrazione. Sono utilizzati per la produzione di pellicole, vernici, collodio, celluloide e materie plastiche.
Collodio. Se dissolvi i nitrati di cellulosa in acetone, acetato di amile o altri solventi, ottieni un collodio liquido sciropposo, leggermente giallastro. Dopo aver rimosso il solvente, rimane una pellicola trasparente. È un film lucido, duro ma fragile e non resistente alla luce; sotto l'influenza della luce diventa marrone. Pertanto, il collodio non viene utilizzato come vernice, anche se a volte viene impregnato di tessuti, legno e carta per renderli impermeabili.
L'elasticità del film di nitrocellulosa può essere aumentata mediante l'aggiunta di plastificanti, in particolare canfora, olio di ricino, trifenil fosfato, tricresil fosfato e dibutilftalato.
Celluloide. Mescolando soluzioni alcoliche di canfora e nitrocellulosa e quindi rimuovendo gradualmente l'alcol dalla miscela, si ottiene una soluzione solida: celluloide contenente il 30-40% di canfora. È una sostanza trasparente, incolore, solida a temperatura normale, elastica e impermeabile. Se riscaldata a 80 °, la celluloide si ammorbidisce e acquisisce una certa plasticità e si accende con un ulteriore riscaldamento. Il blocco di celluloide viene tagliato in fogli di qualsiasi spessore, lucidato tra piastre di pressa riscaldate e, se necessario, stampato. Sotto l'influenza dei raggi ultravioletti, la celluloide diventa gradualmente gialla e si scurisce. Sotto l'azione di soluzioni alcaline, la celluloide viene gradualmente saponificata.
Le vernici Zapon si ottengono sciogliendo la celluloide (o anche vecchie pellicole da cui il acqua calda emulsione di gelatina) in acetone e acetato di amile. Contengono il 3-4% di celluloide. Le vernici al cinque percento sono così spesse che non possono più essere applicate con un pennello. Essendo applicati su qualsiasi superficie, lasciano una pellicola che protegge (soprattutto i metalli) dalla corrosione. Queste vernici tecniche sono talvolta utilizzate per scopi artistici come fissativo per disegni a carboncino e pastello, come vernici opache per tempere e come strato isolante su supporti di gesso assorbenti. Tale applicazione non è corretta, perché, in primo luogo, gli zaponlak si scuriscono nel tempo e, in secondo luogo, non sono abbastanza elastici e la loro elasticità diminuisce gradualmente.
In generale, possiamo dire degli zaponlak che in termini di solidità alla luce sono incomparabili con le vernici tradizionali a base di resine naturali, cere e oli.
2. L'acetato di cellulosa si ottiene per azione dell'anidride acetica sulla cellulosa. Sciolto in solventi, si asciuga formando una pellicola trasparente, dura, impermeabile che, a differenza della pellicola di nitrocellulosa, è resistente alla luce e non infiammabile. Inoltre, ha anche una maggiore resistenza al calore, iniziando a rompersi solo a 200°.
Sebbene le vernici all'acetilcellulosa siano superiori alle vernici alla nitrocellulosa in tutte queste proprietà, sono utilizzate meno frequentemente delle vernici alla nitrocellulosa, poiché sono più costose, le loro soluzioni sono più viscose e il film è meno elastico. L'adesione (viscosità) del film a varie superfici è inferiore, a volte può essere rimossa da una superficie liscia come un guscio trasparente. Con resine e plastificanti, che potrebbero aumentarne l'adesione e l'elasticità, l'acetato di cellulosa è più difficile da abbinare. I migliori risultati si ottengono combinando l'acetato di cellulosa con le resine gliftaliche.
Il celon è un sostituto non infiammabile della celluloide. È una soluzione solida di acetato di cellulosa in canfora o altri plastificanti. Oltre alle vernici e alle pellicole non infiammabili, dal celon vengono prodotti i cosiddetti vetri infrangibili e fogli trasparenti simili al cellophane.
Le vernici all'acetilcellulosa, chiamate anche vernici celon, sono ottenute da cellulosa con un grado medio di acetilazione, contenente il 53-55% di gruppi acetato. Sono utilizzate principalmente come vernici tecniche per auto e aerei. A causa dell'elevata viscosità e della scarsa capacità di penetrare in profondità nei materiali verniciati, le vernici all'acetato di cellulosa servono a rafforzare e ripristinare tessuti vecchi e in decomposizione. Una soluzione all'1% di acetato di cellulosa in acetone è così viscosa che non impregna il tessuto, ma aderisce solo alla sua superficie. Le lacche Celon sono da preferire a quelle zapon e nel restauro di oggetti in osso, terracotta e legno. A volte, piuttosto per esperienza, una tela pittorica viene impregnata di acetato di cellulosa (invece che di collatura); una tale tela successivamente reagisce in modo molto più debole ai cambiamenti umidità atmosferica. Tuttavia, fino ad oggi, abbiamo avuto poca esperienza con i telai preparati in questo modo e non sappiamo se CA mantenga la sua elasticità e se il legame tra tela e primer sia rotto.
Esteri misti di cellulosa
Gli esteri misti degli acidi acetico e butirrico hanno proprietà superiori all'acetato di cellulosa, a cui sono simili. Sono più elastici, lucidi e durevoli. Sciolti in acetone, formano un film laccato duro, incolore, resistente agli agenti atmosferici e non ingiallente. Li conosciamo con il nome tecnico di celite.
Eteri di cellulosa
I seguenti derivati della cellulosa, che hanno ricevuto Grande importanza in l'anno scorso, sono metil-etil- e benzil-cellulosa. Sono più morbidi e più viscosi degli esteri di cellulosa.
La metilcellulosa (tilosio), ottenuta per azione di cloruri alchilici sulla cellulosa, precedentemente trattata con una soluzione alcalina, è una sostanza di colore grigio chiaro. Si dissolve in acqua per formare una soluzione viscosa; in solventi organici, si gonfia al meglio. I gradi a bassa viscosità di metilcellulosa sono ampiamente utilizzati nella pittura decorativa e sostituiscono la colla, la gomma arabica e altri leganti acquosi. Lei non perde pelo. Venduto con il nome tecnico glutolin (colla di cellulosa). La metilcellulosa ad alta viscosità funge da emulsionante nella produzione di tempere e vernici a emulsione. In combinazione con solventi organici, viene utilizzato per rimuovere vecchie pitture e rivestimenti di vernice.
L'etilcellulosa si ottiene per azione del cloruro di etile sulla cellulosa trattata con una soluzione alcalina. È solubile in solventi organici, ma insolubile in acqua. Sotto forma di pellicola di vernice, l'etilcellulosa è resistente agli alcali e agli acidi, elastica e resistente alla luce. Tutte le sue varietà, leggermente diverse tra loro a seconda del grado di etilazione, vengono sciolte in una miscela composta da 80 parti di toluene e 20 parti di alcool etilico. Conferisce rivestimenti di vernice molto resistenti ed elastici.
La benzilcellulosa si forma per azione del cloruro di benzile sulla cellulosa trattata con una soluzione alcalina. Sebbene il suo film laccato sia lucido e impermeabile, ingiallisce nel tempo, quindi non è adatto alla verniciatura.
Oltre alla celluloide, dalla cellulosa si ottengono anche celon e celite, viscosa, fibra vulcanica e carta pergamena.
Solubilità dei derivati della cellulosa
(R - dissolve. N. r. - non si dissolve. Zhel. - gelatinizza)
Sotto l'azione dell'alcali di sodio concentrato, la cellulosa solfito viene convertita in cellulosa alcalina che, in presenza di disolfuro di carbonio, viene convertita in xantato di cellulosa, un solido giallo. A sua volta, lo xantato di cellulosa, disciolto in una soluzione di soda, forma un liquido appiccicoso brunastro - viscosa, da cui (forzando attraverso filtri in un bagno acidificato) fibre di cellulosa rigenerate - seta viscosa o (forzando attraverso una stretta fessura) una pellicola trasparente - si ottengono cellophane. La viscosa ottenuta in un bagno acido non si scioglie nei solventi organici. Viene utilizzato per l'imbozzimatura della carta e l'impregnazione dei tessuti. Invece di incollare, la tela pittorica può essere impregnata di viscosa stabilizzata in un bagno acidificato, che riduce la sensibilità della tela alle fluttuazioni dell'umidità atmosferica.
Vulcanfiber si ottiene per azione del cloruro di zinco su carta o cartone di cellulosa. La laminazione con riscaldamento e lavaggio prolungato con acqua produce lastre dure, simili alla gomma, resistenti all'acqua e agli acidi.
La carta pergamena si ottiene per azione dell'acido solforico su carta di cellulosa non collata, che viene impregnata di glicerina dopo essere stata prelavata.
* GL Stout. RJ ottiene. Transport des fresques orientales, 1932, Mouseion, I-II.
**PVC. (Ed.)
*** Il film è più elastico e la soluzione è più appiccicosa.
**** L'autore spiega questo: "La disposizione lineare della catena della struttura molecolare delle resine poliacriliche cambia per effetto dell'azione della luce in catene spazialmente ramificate di polimeri superiori". (Ed.)
***** Resine alchil-fenolo-formaldeide nella fase iniziale della policondensazione. (Ed.).
Resine artificiali e gommalacca artificiale
Vari naturali resina sono ampiamente utilizzati nell'industria della lacca. Poiché la fonte della loro produzione diminuisce gradualmente, diventano prodotti tecnicamente inaccessibili. Questa circostanza è stata la ragione dell'emergere di un nuovo ramo nell'industria chimica, vale a dire la produzione di resine sintetiche.
La produzione di quest'ultimo include l'ottenimento gommalacca artificiale o novolak, come vengono anche chiamati. La preparazione di questi prodotti si basa principalmente sulla condensazione del fenolo e dei suoi derivati con formaldeide o altre aldeidi.
Prodotti di reazione del fenolo con la formaldeide
È noto da tempo che l'interazione (condensazione) della formaldeide con i fenoli produce vari composti resinosi. Queste resine, a seconda delle condizioni di reazione, del rapporto quantitativo dei prodotti presi, nonché della composizione della sostanza condensante (catalizzatore), hanno caratteristiche fisiche e proprietà chimiche. Alcuni di essi sono fusibili e si dissolvono facilmente in alcool, acetone, soluzione acquosa soda caustica, ecc., e sono usati come novolac o gommalacca artificiale. Altri sono insolubili, infusibili e servono come materiale ornamentale per vari scopi (bachelite, resinite, ecc.).
Principali materie prime
Il fenolo o acido carbolico presente nel catrame di carbone è un olio marrone con un odore molto pungente. Il fenolo puro è una massa cristallina con un punto di fusione di 45,5° e un punto di ebollizione di 182,9°. resina artificiale
Il cresolo - metilfenoli C6H4CH3OH - si trova nel carbone e nel catrame di lignite. Esistono tre forme isomeriche di cresoli: ortocresolo, paracresolo e metacresolo.
L'ortocresolo forma cristalli incolori, ha un odore di fenolo. Punto di fusione - 31 °; punto di ebollizione - 188 °.
La formaldeide è un gas incolore, caustico, solubile in acqua che si forma durante l'ossidazione del metanolo. Si trova in commercio sotto forma di formalina, che è una soluzione di formaldeide in acqua e ne contiene solitamente il 40%. Recenti studi hanno dimostrato che al posto del fenolo e dei cresoli si possono assumere anche derivati di queste sostanze. Invece di formaldeide - altre aldeidi e chetoni.
Agenti condensanti o catalizzatori
Gli agenti di condensazione agiscono come catalizzatori, ad es. prendere solo una parte temporanea nella reazione. Al termine della reazione, queste sostanze vengono talvolta rimosse dal prodotto risultante. Distinguere tra catalizzatori acidi e basici. Gli agenti acidi includono acidi, sali acidi e in generale qualsiasi sale che può produrre una reazione acida quando idrolizzato. Il cloruro di ammonio (ammoniaca) si riferisce ai catalizzatori acidi, poiché l'acido cloridrico viene rilasciato quando la formaldeide agisce su di esso.
Gli agenti alcalini includono alcali e sali alcali-reattivi, nonché sali che, per idrolisi, si dividono in un acido debole e una base forte. Secondo la ricerca di Bakeland, i catalizzatori acidi favoriscono la formazione di gommalacca, mentre gli alcali danno la preferenza a resine di tipo bachelite.
Il processo per ottenere la gommalacca
Per ottenere la resina di gommalacca prendi:
Tutti i componenti sono posti in un contenitore di dimensioni adeguate. Con una quantità sufficiente di sostanze condensanti, la reazione può iniziare a temperatura normale e la miscela liquida viene separata in due strati: uno acquoso, costituito da acqua separata e sostanze idrosolubili, e uno strato oleoso contenente i prodotti di condensazione iniziali. In pratica, per velocizzare la reazione, la miscela viene leggermente riscaldata.
Per evitare la perdita di volatile parti costitutive dalla miscela si riscalda in un recipiente chiuso dotato di frigorifero posto sul retro, cioè i vapori, risalendo il tubo, vengono raffreddati dall'acqua e, condensandosi in un liquido, rifluiscono nella caldaia di reazione.
Man mano che l'olio si riscalda, la viscosità dello strato oleoso aumenta. Il riscaldamento viene interrotto quando si raggiunge una consistenza densa. La massa oleosa può essere separata dallo strato acquoso, oppure il tutto può essere sottoposto ad evaporazione fino a quando la massa è solida alla temperatura ordinaria, e quindi si fa a meno della separazione degli strati. La massa così ottenuta è incolore o di colore giallo, fonde, punge facilmente ed è solubile in soluzione di alcool, acetone, fenolo e idrossido di sodio.
metodo di produzione
Secondo questo metodo, la gommalacca artificiale viene preparata come segue:
Mescolare 10 wt. ore di ortocresolo, 7 wt. inclusa formalina commerciale (contiene il 40% di formaldeide), 10 wt. ore di acqua e aggiungere 0,4 wt. compreso acido cloridrico forte. La miscela risultante viene riscaldata per diverse ore con costante agitazione. Il prodotto resinoso ottenuto viene separato dalla parte acquosa e lavato con acqua calda o azione prolungata di vapore.
La resina così ottenuta è di colore dal giallo al bruno chiaro, facilmente solubile in alcool metilico, acetone, solfuro di carbonio, etere, cloroformio, ecc.; solubile in alcali diluiti, più difficile da sciogliere in benzene e terpineolo; insolubile in trementina, acidi grassi e oli. Le vernici preparate su gommalacca artificiale danno una superficie ad asciugatura rapida e molto lucida.
Il seguente metodo mira all'ottenimento di prodotti di condensazione del fenolo o dei suoi omologhi con le aldeidi e all'utilizzo di questi prodotti per la fabbricazione di vernici.
Quando i cresoli vengono condensati con formaldeide in presenza di alcali, si ottengono prodotti solubili solo in alcool e quindi non miscelabili, ad esempio, con resine insolubili in alcool. Le loro soluzioni alcoliche possono fungere da vernici per rivestire metalli quando riscaldate, ma non sono adatte per rivestire oggetti elastici, come fibre, ferro sottile, tela cerata, cartone, ecc. Se la condensa viene eseguita in presenza di sale di piombo acetico, allora si ottiene un prodotto solubile in alcool e benzene, miscibile con le comuni resine, che a caldo dà rivestimenti duri ed elastici.
Tutto viene riscaldato a ebollizione in un recipiente con frigorifero; dopo che arriva il momento della condensazione (massa densa e indurente), il riscaldamento viene interrotto, la vernice viene separata dallo strato acquoso e fatta bollire fino alla densità desiderata.
Le resine sintetiche sono state inventate nella prima metà del secolo scorso. Questo evento può essere considerato rivoluzionario, poiché questo prodotto ha sostituito le resine naturali e ha trovato la più ampia applicazione in vari settori dell'edilizia, dell'ingegneria, nonché nella produzione di vernici e pitture, materiali sintetici e persino nella medicina.
Le resine sintetiche sono composti ad alto peso molecolare che si ottengono a seguito di reazioni di policondensazione o polimerizzazione.
La polimerizzazione è il processo di combinazione di un certo numero di monomeri elementari in una molecola complessa senza sottoprodotti.
Policondensazione: il processo di conversione di molecole semplici in una molecola complessa materia organica formando legami di carbonio con altri atomi.
Le resine di policondensazione e polimerizzazione sono utilizzate nell'edilizia.
Le resine sintetiche si dividono in:
Le resine sintetiche termoattive hanno plasticità e fusibilità solo entro certi limiti di temperatura, al di sopra dei quali diventano insolubili e infusibili.
Le resine sintetiche termoplastiche** mantengono duttilità e fusibilità costanti. A seconda del metodo di produzione della resina, del suo scopo e della materia prima, si presentano sotto forma di polveri, blocchi, emulsioni, granuli e fogli.
Le resine sintetiche hanno trovato un uso così diffuso in quasi tutti i settori dell'industria e dell'edilizia che è più facile elencare gli ambiti in cui non vengono utilizzate. Tuttavia, proviamo a capire questa diversità.
Le resine sintetiche trovano largo impiego nella produzione di compound (impregnazione isolante), adesivi, vernici e pitture, materiali d'attrito e abrasivi.
Grazie alla capacità di polimerizzazione delle resine sintetiche, svolgono un ruolo importante nella produzione di finestre in plastica, pietra artificiale e PVC.
Le resine allo stato indurito sono caratterizzate da un'elevata adesione a calcestruzzo, metallo, vetro e altri materiali.
Le resine sintetiche sono caratterizzate da una maggiore resistenza meccanica e chimica, resistenza all'umidità e alla temperatura.
I materiali di rivestimento a base di resine sintetiche sono altamente resistenti all'abrasione, si asciugano entro poche ore dall'applicazione e formano rivestimenti impermeabili e duri.
Le pietre artificiali prodotte sulla base di resine sintetiche sono ampiamente utilizzate nella produzione di davanzali, lavandini, controsoffitti, mobili, ecc. Questi materiali si confrontano favorevolmente con altri in quanto non sono praticamente soggetti a sollecitazioni meccaniche, all'influenza di sostanze chimiche e umidità , e fluttuazioni di temperatura. I prodotti in pietra artificiale non perdono il loro fascino visivo e la loro integrità. Diamante finto visivamente praticamente non differisce dalla pietra naturale.
Particolare attenzione dovrebbe essere prestata ai rivestimenti per pavimenti monolitici polimerici a base di resine sintetiche. Elevata resistenza all'usura, fluttuazioni di temperatura, aggressione chimica, resistenza allo scivolamento, resistenza alla corrosione, durata, facilità di manutenzione e pulizia, costi minimi di riparazione e manutenzione, igiene, mantenimento dell'aspetto estetico per l'intera vita utile - questo è tutt'altro che lista completa le virtù di questi sessi. I rivestimenti polimerici monolitici sono ideali sia per le aree pubbliche che per i locali residenziali.
Gli adesivi a base di resine sintetiche danno giunti della massima resistenza e sono resistenti all'acqua al 100%. Le superfici incollate non sono soggette all'influenza di funghi e muffe. A seconda del tipo di resina utilizzata nella produzione degli adesivi, sono adatti per incollare tutte le superfici, dal legno al metallo.
L'applicazione è un must!
