Nylige Fremskritt Innen Miljøvennlige Alkyd Nanokompositter Mot «Grønnere» Belegg

Introduksjon

Alkyd harpiks er den mest allsidige vegetabilsk frø olje (VSO)-baserte polymer bindemidler finne programmer maling og belegg industrien. De er polyesterbaserte materialer modifisert med olje eller oljeavledede fettsyrer. Alkydharpikser skylder sine brede anvendelser til deres allsidighet og evne til å konstruere et bredt utvalg av akseptable egenskaper når Det gjelder Bruk av Malingsindustrien. Alkyds står nå for omtrent halvparten av alle harpikser som forbrukes innen beskyttende belegg . Kjemisk har alkydharpikser blitt definert som reaksjonsprodukt av kondensasjonspolymerisering av flerverdig alkohol, polybasisk syre og monobasisk fettsyre (mettet Eller umettet; Figur 1). De er best klassifisert i henhold til mengden fettsyre og ftalanhydrid tilstede (Tabell 1).

reaksjonen av alkyd (Figur 1) er basert på tre grunnleggende grunnleggende byggesteiner:

1. VSO eller tilsvarende fettsyrer (i prosent): linfrø (linolensyre/linolsyre 40/35), soyabønner (linolsyre/oljesyre 55/28), høye (fettsyre/kolofonium 50/40), castor (ricinoleinsyre/linolsyre 90/4), dehydrert castor (konjugert fettsyre/ricinoleinsyre 80/10), safflower (linolsyre/oljesyre 59/37), tung (elaeostearic/oljesyre 79/11), kokos (mettet/enumettet fettsyre 91/6), så vel som andre ikke-tradisjonelle frøoljer;

2. Flerverdige alkoholer (polyoler): glyserol, pentaerytritol, sorbitol, etylenglykol, neopentylglykol, trimetylolpropan og andre; og

3. Polybasiske syrer (eller tilsvarende anhydrid): ftalisk, isoftalisk, adipisk, maleinsyre, fumarsyre og trimellittisk anhydrid .

Alkydharpikser har god fargebestandighet, holdbarhet i utvendige overflater, god værbestandighet og moderat motstand mot korrosive røyk, men viser dårlig motstand mot kjemisk sprut og spill, spesielt i alkalisk medium. Den termiske stabiliteten til disse harpiksene går opp til 105°C . Egenskapene til alkydbelegg er avledet hovedsakelig fra egenskapene til tørkeoljer som brukes til fremstilling av harpikser. Omfanget og typen umetning i tørking av oljefettsyrer har en dyp effekt på egenskapene til ferdig alkyd. Tørketiden, hardheten, fargen og fuktresistiviteten til harpiksen avhenger av graden av umetning av oljen som brukes . Disse umettingsstedene er ansvarlige for herding av alkydharpikser gjennom automatisk oksidasjonsprosess (Figur 2). Prosessen skaper de aktive frie radikaler som fører til dannelsen av et tredimensjonalt tverrbundet nettverk. .

standard alkyd er vanligvis soyabønner og linolje alkyd, som viser moderat og raskere tørkehastigheter, henholdsvis. Den tidligere har god fargelagring, mens sistnevnte reduserer fargelagringsbehovet. Dehydrert ricinus og soyabønneoljebaserte alkyder brukes til bakte overflater. Disse alkydene i kombinasjon med urea formaldehyd og melamin formaldehydharpiks utviser kortere baketid og produserer hardere film. For lys farge og maksimal farge oppbevaring, nondrying oljer, som kokos, castor, og bomullsfrø, kan brukes. Alkyd av denne typen tørker ikke på grunn av den ikke-oksiderende karakteren til foreldre VSO. De må blandes med noen tverrbindere og bakt med aminharpiks, som urea eller melaminformaldehyd, ved høy temperatur (Figur 3).

Nondrying VSO-baserte alkyder brukes også som harpiksholdige myknere og andre lakk-type polymerer. Tung og oiticica i kombinasjon med ANDRE vso-baserte alkyder viser raskere tørking og oppnår tidligere hardhet. Safflower oljebasert alkyd har gode tørkeegenskaper og farge oppbevaring . I tillegg til disse er det noen IKKE-tradisjonelle vso-baserte alkyder, som nahar (Mesua ferreaLinn), kamala (Mallotus phillipinensis), mahua (Madhuca longifolia), barbados mutter (Jatropha curcas), burra gokharu (Tribulus terrestris), undi (Calophylum inophyllum), karanja (Pongamia glabra), karinotta (Samera indica), nigerseed (Guizotia abyssinica), babul (acacia arabica), og neem (azardirachta indica), Har Blitt Rapportert og brukt som belegg materialer . Tobakk frø olje har blitt angivelig brukt i alkyd forberedelse for rynkete finish maling . Bruken av pentaerythritol som en flerverdig alkohol gir raskere tørking, større hardhet, bedre glans og bedre vannmotstand enn alkyder basert på glyserol med like fettsyreinnhold .

Modifikasjoner av alkydharpikser utføres kontinuerlig for å oppnå forbedrede mekaniske og kjemiske resistensegenskaper, og disse systemene finner et bredt anvendelsesområde som korrosjonsbeskyttende belegg. Modifikasjonen med akrylmonomer, som styren, metylmetakrylat, vinyltoluen og andre, har blitt omfattende gjort av forskere gjennom umetning for å forbedre ytelsen til harpikser opp til ønsket nivå . Butylmetakrylat-co-maleic anhydrid kopolymer modifisert linfrø og gummi frø olje alkyder gjennom funksjonelle grupper brukes som co-herding harpiks med melamin formaldehyd harpiks for å forberede baking-type belegg komposisjoner, Mens Albizia benthmedium oljebasert alkyd gir romtemperatur herdet harpiks, med overlegne filmegenskaper . Modifikasjonen av alkyd med klorert gummi resulterte i forbedret adhesjon, samt forbedret syre, alkali og vannmotstand. Kloreringen av soyabønne og a. benthoilbasert alkyd forvandles til en lufttørkende, ikke-konvertibel filmform med forbedrede mekaniske egenskaper . Kjedestopp alkyd fra løsemiddel fraksjonert Argemoneog gummifrøolje brukes til spesialalkyd . Oppvarmede gummifrøoljebaserte filmer viser utmerket motstand mot syre-og saltløsning. Kombinasjonen med cashew nut shell flytende formaldehydharpiks har forbedret tørkeevnen og kjemisk motstand . Den fenolmodifiserte alkydharpiksen forbedrer glansretensjon så vel som vann-og alkaliresistens. Vannbårne og lufttørkende alkyd har også blitt utviklet fra forskjellige VSO med egenskaper som ligner på deres løsemiddelbårne motstykker og funnet anvendelse i maling og belegg . I tillegg kan alkydharpikser modifiseres med epoksier og polyuretaner eller andre termoplastiske harpikser for å gi belegg med forbedret ytelse. For eksempel fremstilles uretanoljer ved å reagere diglyserider med toluendiisocynat. De resulterende oljene brukes i alkydharpikspreparat eller som additiv for belegg. I tillegg til disse fremstilles også andre alkyder, som imidmodifisert alkyd, amidmodifisert alkyd, tetrakloroftalisk anhydrid-basert alkydharpiks med brannhemmende egenskaper, keten-og eddikanhydrid-modifikasjon med terminale hydroksylgrupper av alkyd, sinkkromatholdig alkydharpiks, trifenylfosfittholdig alkydharpiks med forbedrede farge-og tørkeegenskaper, oljefrie alkyd, ultrafiolett (UV) lett herdbar pigmentert alkydharpikspreparat og maleinsyreanhydrid-cyclopentadien adduct i alkydpreparater .

de siste årene, på grunn av bekymringer knyttet til energiforbruk og miljøforurensning, forskrifter og lovgivninger som retter oss mot «bærekraftig utvikling» og innovasjoner, blir det fokusert på utvikling av (i)» grønnere » miljøvennlige materialer (ii) med forbedrede ytelsesegenskaper for å møte dagens krav. Miljøvennlige teknologier som høy faste stoffer, hyperbranched, vannbårne OG UV herdbare, brukes til å eliminere bruk og / eller generering av farlige kjemikalier og utslipp som er skadelige for miljøet. For forbedring i ytelse, inkludering av nanosized fyllstoff som nanoreinforcements blir oppnådd. I denne sammenheng har alkydenes verden også vært vitne til større modifikasjoner som bytte til høye faste stoffer, hyperbranched, vannbårne og UV herdbare alkyder (Figur 1). I våre siste gjennomgangsartikler, vi har beskrevet alkyds og deres modifikasjoner i form av både i eiendom forbedringer og miljøvennlige tilnærminger, forekommer i det siste tiåret . Dette manuskriptet gir en kort oversikt over miljøvennlige nylige fremskritt som har skjedd innen alkyd, og fokuserer også på egenskapene og ytelsesegenskapene til høye faste stoffer, hyperbranched og vannbårne alkyd nanokompositter sammen med de uutforskede områdene i feltet og mulige fremtidige forskningsretninger.