3.Novalak ve Resoller

Fenol formaldehit reçineleri ile ilgili çeviri çalışmamın üçüncü bölümünde sınıflandırmaya paylaşmak istiyorum.

1. Novalaklar

Şekil: novalac and resol

Fenolik reçinelerin polikondensasyonu ilk adımı, her zaman karbonil içeriğinin (genellikle formaldehit) elektrofilik saldırısıdır.Bu da fenol molekülünün (Denklem.1 – asit katalizli)orto ve para pozisyonlarına veya fenolat anyonunun (Denklem.2 – baz katalizli) saldırısı ile olur.

Hidroksimetil bağlı fenoller fenolün kendisinden daha fazla reaktif olduğundan dolayı hdiroksimetilasyon molekülde devam eder. Hidroksimetil durumu kararlı olmayan bir orta durumdur. Hızlıca içerik metilen köprüleri ile bağlı bir duruma dönüşür (Denklem.3).  Bu reaksiyon aynı zamanda her bir orto  ve para pozisyonunda gerçekleşir. Temelde hidroksimetil grupları stabil olabilir. Yüksek sıcaklıklarda, bununla birlikte, Denklem.3’e bağlı olarak her biri metilen köprleri ile bağlanırlar. Cross-linking oluşumu yolu ile polialkilasyonu engellemek ileriki işlemlerde daha zor veya imkansızdır. Bir molden daha az formaldehit bir mol fenol başına ilave edilmelidir.

Şekil: hegzametilentetraamin fenol reçinesi

Novalaklar bazen kimyasal olarak modifiye edilmiş sentetik reçineler olarak kullanılmıştır. Bunların ana kullanım alanlarında temel olarak hegzametilen tetra amin ile ağlaşma yapılmasıdır. Reaksiyon katalizörle 150 oC’de Denklem.4’e göre gerçekleşir.

2. Resoller

Fenolat anyonu şeklindeki yapıların asidik ortamda, hidroksimetil gruplarının hızlıca metilen köprülerine dönüşmesidir. Bu nedenle, resollerin sentezi, zayıf asit veya bazın tuzu veyahut da baz katalizli olarak sadece gerçekleşebilir (Denklem.2). Sıcaklık 40oC’nin üzerine doğru hidroksimetil grupları, katalizöre ihtiyaç duymadan su çıkışı ile birbirleri arasında reaksiyona girerler (Denklem.5). Dimetilen eter köprüsü, para pozisyonundan çok orto pozisyonunda daha kararlıdır. Formaldehitin eliminasyonu ile de metilen köprülerine dönüşürler (Denklem.6). Formaldehit boşta kalmış olur ve daha sonra yeni hidroksimetil grupları oluşması için (eğer hala reaksiyona girecek bir reaktif kalmışsa) reaksiyon ortamında bulunmuş olur.

Şekil Fenol formaldehit reçinesinde resol yolu ile oluşum

Resoldeki hidroksimetil grupları, aynı zamanda direkt olarak farklı fenol molekülleri ile Denklem.3’teki gibi reaksiyon verebilir. Resollerde bundan dolayı, üç farklı formaldehit türevi meydana gelir:

  1. Bağıl olarak dayanıklı metilen köprüleri (Ancak, novalakların köprüleşme türüne bağlı olarak oluşur.),
  2. Kondensasyon reaksiyonuna kendisi de uygun olan hidroksimetil grupları,
  3. Dimetilen eter köprüleri

Resollerin yapısı, hammadden seçimine ve aralarındaki molar orana sadece bağlı değildir. Aynı zamanda, oluşum sıcaklığına, başlangıç maddesinin konsantrasyonuna, çözücünün bulunup bulunmamasına, katalizör türüne ve konsantrasyonuna bağlıdır. Bu parametreler, novalak söz konusu olduğunda yapıyı daha iyi tanımlamaya sebep olur.

Katalizör içeren sentetik reçineler,  endüstriyel olarak kullanılma hazırdır. Bununla birlikte, katalizör aynı zamanda uzaklaştırılmış olmalıdır. Dimetil eter köprülerinin hidroksi metil gruplarına doğru değişmesi için katalizöre ihtiyaç yoktur. Sıcaklığı arttırmak yeterlidir.

Şekil: Hidroksimetil gruplarının alkolle eterifikasyonu

Şekil: Hidroksimetil gruplarının alkolle eterifikasyonu

Bir benzerlik kurmak gerekirse, resollerin hidrofilik karakteri, hidroksimetil gruplarının alkolle Denklem.7’ye bağlı olarak eterifikasyonu ile karşılaştırılabilir.

Kanaklar:

1. Wolfgang, H., Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Phenolic Resins. Wiesbaden. Germany : Wiley VCH, 2004.

2. Can, M., E. Bulut ve M. Özacar, “Synthesis and Characterization of Gallic Acid Resin and Its Interaction with Palladium(II), Rhodium(III) Chloro Complexes,” Ind. Eng. Chem. Res., 2012, 51 (17), pp 6052–6063.  DOI: 10.1021/ie300437u

10 cevaplar
  1. firdevs
    firdevs says:

    hocam merhaba ben resol reçinesi hazırlamaya çalışıyorum. Polivinil alkol içinde fenol NaOH ve formaldehit varlığında sentez gerçekleştirdim ve lif oluşturmaya çalıştım bu sentezimden fakat lif oluşumunu bir türlü sağlayamadım. Acaba sentezimde bi yanlışlık mı var ? Yardımcı olursanız sevinirim.

  2. Ramazan garip
    Ramazan garip says:

    Hayırlı günler Hocam,sizden şöyle bir ricam olacak.Ben eski TÜBİTAK MAM mensubuyum.Sizden Melamin üre formaldehit (MUF) üretimi hakkındabilgi verebilirmisiniz. Şimdidenteşekkürleimi sunar işnizde başarılar dilerim. Ramazan Garip

  3. ozlem
    ozlem says:

    Sayın Hocam,

    %10'luk formaldehitin zararlı etkisini ortadan kadırmak için asit katalizörlüğünde üre ile reaksiyona soktum. Çıkan ürüm tubitak Mam da tehlikeli atık açısından değerlendirildi. ve tehlikesiz olarak bulundu. Ancak benim istediğim son ürünü katı forma çevirmek bu reaksiyon sonunda polimerleşme oluyor ancak büyük oranda açığa suda çıkıyor. Bu ürünü nasıl katılaştırırım. Katılaştırdığım ürünün sizce endüstürüde bir kullanımı olur mu?

  4. yusuf bilir
    yusuf bilir says:

    saygılar sayin hocam ben bedensel özürlüyüm buyüzdenher istedığım yere gidemedığım .çin sorunumu çozememek benim sorunum bildiğimiz bakalitin şeffaf olanını yapmak
    acaba bakalitin şeffaf olanını nasıl yapabilirim bu konu hakkında yüksek bilgilerinize ihtiyacim var lütfen yardımlarınızı esirgemeyin
    hürmet ve saygılarımla
    0533.813.68.83

Cevapla

Want to join the discussion?
Feel free to contribute!

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.