كيمياء بوليمر تكثيف الألدهيد

بوليمر تكثيف الألدهيد، أي عدد من المواد البوليمرية المنتجة صناعيًا (المواد المكونة من جزيئات كبيرة للغاية) التي يتم إنشاؤها في تفاعلات التكثيف التي تنطوي على الألدهيد. في جميع الحالات تقريبًا ، يكون الألدهيد المعين المستخدم هو الفورمالديهايد ، وهو غاز شديد التفاعل يتم بلمرته عادةً مع الفينول أو اليوريا أو الميلامين لإنتاج سلسلة من الراتنجات الاصطناعية الهامة. يشار إلى التفاعلات التي يتم بها بناء هذه المركبات في بوليمرات على أنها تفاعلات التكثيف لأنها عادة ما تكون مصحوبة بإطلاق الماء ومنتجات ثانوية أخرى. تُستخدم البوليمرات الناتجة - المعروفة براتنج الفينول فورمالديهايد وراتنج اليوريا فورمالديهايد وراتنج الميلامين فورمالدهايد - على نطاق واسع كمواد لاصقة في الخشب الرقائقي ومنتجات الخشب الإنشائي الأخرى. في النصف الأول من القرن العشرين ، تم تحويلها إلى مواد بلاستيكية مهمة جدًا مثل Bakelite و Beetleware.

البوليمرات الصناعية الرئيسية: بوليمرات تكثيف الألدهيد

بوليمر تكثيف الألدهيد عبارة عن مركبات ينتجها تفاعل الفورمالديهايد مع الفينول أو اليوريا أو الميلامين. ال

يحتوي الفينول واليوريا والميلامين والفورمالديهايد على التركيبات الجزيئية التالية:

الألدهيدات هي مركبات كيميائية تحتوي على مجموعة كربونيل (C = O) ، وهو ترتيب شديد التفاعل يتم فيه ربط ذرة كربون وذرة أكسجين برابطة مزدوجة. الفورمالديهايد (الصيغة الكيميائية HCHO) هو أبسط عضو في هذه العائلة من الناحية الهيكلية. ينتج عن أكسدة الميثان ، وهو غاز عديم اللون ذو رائحة نفاذة يتم تخزينه ومعالجته بشكل شائع في محلول سائل. الفينول (C ₆ H ₅ OH) هو كحول فينيل يتكون من مجموعة هيدروكسيل (OH) ملحقة بمجموعة فينيل سداسية الشكل على شكل حلقة (C ₆ H ₅). مشتق من الكومين ، والذي يتم إنتاجه بدوره عن طريق تفاعل بين البنزين والبروبيلين ، الفينول هو سائل سام يجب تخزينه ومعالجته بموجب إجراءات السلامة المحددة بوضوح.

اليوريا (تسمى أيضًا كارباميد) والميلامين (وتسمى أيضًا سيانوراميد) كلاهما مواد صلبة بلورية عديمة اللون تحتوي على مجموعة أمينية (NH ₂). في وقت واحد تم الحصول على كلا المركبين من سياناميد الكالسيوم (وفي النهاية من كربيد الكالسيوم). يتم إنتاج اليوريا الآن عن طريق تفاعل ثاني أكسيد الكربون مع الأمونيا ، ويتم الحصول على الميلامين عن طريق تجفيف اليوريا.

يشار إلى هذه المركبات باسم المونومرات ، وهو مصطلح عام لفئة من المركبات ، معظمها عضوية ، والتي يمكن أن ترتبط ببعضها البعض في وجود محفز لإنتاج البوليمرات. تحتوي بوليمرات تكثيف الألدهيد على الهياكل العامة التالية:

في جميع البوليمرات الثلاثة ، يتم توفير مجموعات الميثيلين (CH ₂) المتصلة بوحدات التكرار (وربطها بوحدات أخرى لإنتاج جزيئات عملاقة) بواسطة الفورمالديهايد. يتبع تكوين روابط CH ₂ بشكل عام عملية من خطوتين. في الخطوة الأولى ، يتم تفاعل الفورمالديهايد مع أحد المونومرات الأخرى لإنتاج بوليمر أولي منخفض الوزن الجزيئي يتكون من جزيئات صغيرة يتم فيها ربط عدد محدود من وحدات التكرار معًا بواسطة مجموعات ميثيلول أو هيدروكسي ميثيل (CH ₂ OH). عند هذه النقطة ، يمكن تعديل المركب باستخدام مواد مالئة ، أصباغ ، وإضافات أخرى وتخزينها للمعالجة المستقبلية. في الخطوة الثانية ، يتم الشفاء من البوليمر الأولي (عادة تحت الحرارة والضغط ووجود المحفز) ، ويتم تكثيف مجموعات CH ₂ OH إلى CH ₂ مع فقدان الماء. وبالتالي تكون البوليمرات بالحرارة ، أو مرتبطة ببعضها البعض في شبكات دائمة ثلاثية الأبعاد مناسبة بشكل مثالي لإنتاج الراتنجات الاصطناعية.