شکل ۳-۴-۶- شکل گیری بیوریت (دی ایزوسیانات+ آب)
میانگین دی ایزوسیانات های آزاد در فرمول نهایی پارامتر مهمی برای محیط کار و محیط­زیست به ویژه وقتی پوشش به صورت اسپری کردن اعمال می‌شود. باید توجه داشت در تمام مراحل از ماسک برای جلوگیری از مشکلات تنفسی استفاده گردد. استفاده از پلی ایزوسیانات­های مختلف تأثیرمستقیمی بر کاربرد و خواص نهایی پوشش پلی اورتان دارد. انعطاف پذیری بالایی در کاربرد پوشش پلی اورتان حاصل از HDI پلی ایزوسیانات وقتی سختی معمولاًبا بهره گرفتن از ایزوسیانات اوره حاصل از TDI بالا می‌رود، وجود دارد.

( اینجا فقط تکه ای از متن پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

جدول ۳-۴-۱- ایزوسیانات و خواص پوششی آن
از ویژگی‌های مهم دیگر که بستگی به نوع پلی ایزوسیانات دارد را می‌توان استحکام و تغییر رنگ می‌باشد. نور و به ویژه انرژی طول موج‌های بالا می‌تواند سبب اکسیداسیون حلقه های آروماتیک TDI و تشکیل ترکیب کینون را فراهم می‌کند.این فرایند سبب تغییر رنگ پوشش‌ها به قهوه ای و زرد می‌گردد.
جدول ۳-۴-۲- تغییر رنگ ایزوسیانات ها
پراکسید هیدروژن می‌تواند در نتیجه تیمار چوب باقی بماند. پراکسید ها می‌توانند به عنوان سخت کننده برای پوشش دهنده ها (پلی استر اشباع نشده) مورد استفاده قرار گیرند. آلودگی ظروف و یا سطح مورد پوشش سبب باقی ماندن پراکسیدی می‌گردد که می‌تواند باعث تغییر رنگ به زردی پوشش پلی­اورتان در محصول نهایی گردد. زرد شدگی یکی از بزرگ‌ترین مشکلات حاصل ازپوشش‌هایTDI حاصل از بیورت می‌باشد. استفاده از رزین اکریلیک بدون حلقه های آروماتیک زمانی افزایش یافت که تقاضا برای کاهش تغییر رنگ افزایش یافت. در حقیقت، گروه های ایزوسیانات وقتی با گروه ­های عاملی شامل اتم‌های هیدروژن فعال واکنش می‌دهند. این می‌تواند شامل الکل‌ها، فنل ها، آمین‌ها، آمید ها و آب باشد. محصول واکنش شامل گروه های N-H (به عنوان مثال کربامید اسید) می‌باشد که برای واکنش بیشتر در دسترس می‌باشد. در مورد آب، واکنش تولید آمین و دی اکسید کربن آزاد می‌کند. آمین می‌تواند با ایزوسیانات بیشتر واکنش داده تا اوره تولید کند.
شکل ۳-۴-۷- واکنش ایزوسیانات با آب تولید دی اکسید کربن می‌کند
در حالی که ایزوسیانات در آب به شکل ذرات ریز و پایدار تبدیل می‌شود گروه های-NCO باید با موادی مثل آمین‌ها پوشانده شوند(بولیان، ۲۰۰۹؛ جوشی، ۲۰۱۲).
۳-۴-۲۱- آمینو رزین (اوره و ملامین)
رزین های حاوی نیتروژن به دست آمده از فرمالدئید با آمینو، ایمید یاترکیبات آمید در گروه آمینو رزین ها دسته بندی می‌شوند. معروف‌ترین نماینده این گروه رزین های اوره و ملامینمی ‌باشند .پوشش دهنده­های بر پایه اوره و ملامین در اوایل قران بیستم وارد بازار شدند و به عنوان جایگزینی مناسب برای ترکیبات نیترات سلولز به ویژه وقتی نیاز ویژه ای برای پوشش سطح مبلمان­ها مورد درخواست بود، برگزیده گردید. آمینورزین­ها بر پایه حلال می‌باشند. واکنش بین اوره و فرمالدئید، تولید خانواده رزین های اوره را می‌کند که اگر اوره با ملامین جایگزین گردد، رزین های ملامینه شکل می‌گیرند.
شکل ۳-۴-۸- واکنش بین اوره و فرمالدئید
واکنش داخلی بین اوره یا ملامین با فرمالدئید تولید پلیمری با قطبیت بالا از مونو و دی متیل اوره را می‌کند. اصلاح فرایند مهمی است که سبب می‌شود رزین در حلال‌های آلی قابل حل گردد. اتریفیکاسیون گروه های متیلول با وزن مولکولی پایین الکل‌ها(همانند پروپیل یا بوتیل) معمولاًصورت می‌گیرد.با توجه به درصد سه گروه های آمینی، ملامین دارای شش اتم هیدروژن قابل جانشینی و متیلول آمین‌ها تنها می‌توانند الکیل­دار گردند. ملامین، هگزا متیلول متیل آمین (HMMM) در آب قابل حل می‌باشد. رزین های اوره فرمالدئید و ملامین فرمالدئید به طور عمده به عنوان عامل پیوند دهنده برای رزین های دیگر مانند آلکید­ها استفاده می‌گردد، اما برای خشک شدن به کاتالیزور احتیاج دارند. نقش آلکید ها پلاستیکی شدن و جامد شدن پوشش است.
در مورد چوب، واکنش پیوند هر رزینی متأثر از دمای اتاق با اضافه نمودن کاتالیزور اسیدی (به عنوان مثال اسید های معدنی مثل اسید هیدروکلریک و نمونه اسید آلی مثل پاراتولوئن سولفونیک صورت می‌گیرد. به همین دلیل به این رزین ها اسید درمان گفته می‌شود. برای متعادل سازی زمان خشک شدن، اجرا و کیفیت استاتیکی، رزین های اوره و ملامین با آلکید­ها به نسبت‌های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. پوشش آمینو رزین ها به دلیل سختی بالا پر ارزش هستند. انتشار فرمالدئید در طول ایجاد پیوند و نیز حلالیت بالا در حلال‌ها از معایب استفاده از آمینو رزین ها می‌باشد (بولیان، ۲۰۰۹).
۳-۴-۲۲- رزین های پلی استر
هر پلیمر دارای پیوند استری در ساختار پلیمر، را پلی استر می‌نامند. پوشش دهنده­های پلی استر به سه دسته تقسیم می‌شوند:

• • پلی استر های اشباع شده.

• • پلی استر های اصلاح شده با روغن.

• • پلی استر های غیر اشباع.

پلی استر­های اشباع شده به ویژه با گروه های هیدروکسیل ترکیبات مهمی حاصل از اورتان­ها و تولیدات بخار دار مورد استفاده در بسیاری از صنایع پوششی، هستند. پلی استر های اصلاح شده با روغن با الکید­ها پیش‌تر شرح داده شده ­اند. پلی استر های غیر اشباع با پیوند دوگانه برای سیقل کاری اتوماتیک و پرداخت چوب مهم هستند. در بخش پوشش دهنده ها، پلیمر هایی با نام پلی استر حاصل از واکنش گروه ­های دی یا تری الکل با گروه های دی کربوکسیلیک اسید تولید می‌گردد. بسته به طبیعت شیمیایی درونی ترکیب، پلی استر خواص وسیعی را دارا می‌باشد.
شکل ۳-۴-۹- تولید زنجیره خطی پلی استر از واکنش گروه دی الکل با گروه دی کربوکسیلیک اسید
استفاده از دی اسید های آروماتیک سبب افزایش سختی درمقایسه با پلیمر­های مشابه حاصل از اسید های آلیفاتیک می‌باشد. وقتی گلیکول‌ها با زنجیره کربنی بلند مورد استفاده قرار می‌گیرند پلاستیکی شدن و انعطاف پذیری پلی استر بهبود می‌یابد(بولیان، ۲۰۰۹؛ بودای، ۲۰۱۱).
جدول ۳-۴-۳- اجزا ترکیبی و ویژگی آنها در تولید پلی استر
۳-۴-۲۳- رزین های آکریلیک
از رزین های آکریلیک در مواد پوششی چوب بسیار استفاده می‌گردد؛ اکریلیک­ها برای کاربرد­های برجسته در شرایطی که نیاز به تمیزی سطوح و نیز مقاومت شیمیایی و فیزیکی وجود دارد، با ارزش هستند.در واقع آکریلیک نشان دهنده آکریلات و استرهای متاکریلات در ساختار های پلیمری و گاهاً با ترکیبات غیر اشباع وینیل، می‌باشد. زنجیره وینیل و آکریلیک دارای پتانسیل بالایی در کاربرد های مختلف می‌باشد.
شکل ۳-۴-۱۰- آکریلات (۱) و متاکریلات (۲) استر.
واکنش شامل درصد پیوند دوگانه موجود در ساختار شیمیایی و ویژگی‌های پلیمر تولیدی بستگی به مونومر­های مورد استفاده، وزن مولکولی و امکان اصلاح با ترکیبات دیگر دارد(بولیان، ۲۰۰۹؛ ایرمولی، ۲۰۰۸).
۳-۴-۲۴- رزین های آکریلیک ترموپلاستیک
رزین های آکریلیک ترموپلاستیک می‌توانند عمل پلاستیکی شدن داخلی و خارجی داشته باشند و می‌توانند با نیترو سلولز یا آلکید ها به صورت ترکیبی در پرداخت‌های حرارتی، مورد استفاده قرار گیرند. وزن مولکولی باید به دقت کنترل گردد زیرا می‌تواند در جهت یابی رنگ دانه های کوچک فلزی تأثیر گذار باشد (بولیان، ۲۰۰۹).
۳-۴-۲۵- رزین های ونیلی
رزین های ونیلی حاصل از پلیمریزاسیون مونومر های ونیل، عموماً برای دستیابی به پلیمر و کوپلیمر ونیل کلراید مورد استفاده قرار می‌گیرد. می‌توان این ماده را در لاک و الکل‌های ترموپلاستیک بر پایه وینیلیدن کلراید، وینیل استات و مشتقات پلی وینیل الکل مورد استفاده قرار داد.ازآنجاییکه مونومر­های ونیل حاوی گروه های اتیلن هستند، واکنش افزودنی‌های چند جزئی می‌تواند سبب شکل گیری ترکیبات پلی ونیل با وزن مولکولی بالا شود.
شکل ۳-۴-۱۱- مونومر ونیل استات
استفاده از این مواد در صنعت چوب کاهش یافته، اما از ونیل استات در صنایع دیگر همچون تولید لاتکس استفاده می‌گردد (بولیان، ۲۰۰۹؛ گوچ، ۲۰۱۱).
۳-۴-۲۶- رزین های اپوکسی
معروفیت رزین های اپوکسی عموماً به دلیل چسبندگی و مقاومت شیمیایی آنها می‌باشد، اما استفاده از این ماده در صنعت چوب از زمانی شروع شد که در تولید MDF برای پوشش از تکنولوژی پوشش دهنده های پودری استفاده گردید. مشخصه اصلی این رزین ها وجود گروه های اپوکسید یا اکسیران و شکل گیری با سه اتم حلقوی (دو اتم کربن ویک اتم اکسیژن) می‌باشد. این حلقه­های شیمیایی ناپایدار بوده و به آسانی با بسیاری از موادشامل کربوکسیل­ها، هیدروکسیل­ها، فنل­ها و آمین‌ها به صورت محدود و یا در دمای پایین وقتی کاتالیزور مناسب حضور دارد، واکنش می‌دهند.رزین­های اپوکسی پلیمر­های خطی هستند که معمولاً شامل بیش از یک گروه اپوکسید می‌باشند.این مواد با توجه به دمای ذوب و گروه اپوکسید دسته بندی می‌شوند. عموماً، گستره وسیعی از رزین های اپوکسی حاصل از واکنش بیس فنول – آ(دی فنول پروپان) و اپی کلرو هیدرین وجود دارد. مورد آخر سرطان­زا بوده و باید از این ترکیب حذف گردد. رزین اپوکسی مایع می‌تواند با افزایش طول زنجیره با دی فنول پروپان سبب افزایش وزن مولکولی گردد. رزین اپوکسی را می‌توان به عنوان رزین ایجاد کننده پیوند و یا پلی هیدریک پلیول با توانایی تولید بیشتر رزین، مورد استفاده قرار داد. ایجاد پیوند توسط رزین اپوکسی به صورت زیر انجام می‌گیرد(بولیان، ۲۰۰۹؛ ژو، ۲۰۱۲).
۳-۴-۲۷- واکنش با آمین‌ها و یا آمید ها (نوکلئوفیل ها)
بیشترین واکنش صورت گرفته برای رشد پلیمر برای آمین‌ها، واکنش با گروه اپوکسی به صورت مکانیسم زیر می‌باشد:
شکل ۳-۴-۱۲-واکنش گروه اپوکسی با آمین ثانویه
اگر دی آمین به صورت ترکیب با رزین پلی اپوکسی مورد استفاده قرار گیرد، واکنش تغلیظ سبب رشد زنجیره پلیمری می‌گردد. در فرمولاسیون پوشش دهنده های پودری، انیدرید دی کربوکسیلیک و دی سیاندیآمید عموماً به عنوان سخت کننده استفاده می‌شوند به دلیل توانایی آنها در واکنش با گروه های اپوکسی بدون هیچ گونه آبی که در ابتدای واکنش تولید شده، واکنش با اسید ها ی دیگر سخت کننده ها بر پایه اسید های کربوکسیلیک یا انیدرید ها می‌باشد. واکنش پیوند اسید با حلقه اپوکسی و تولید گروه های هیدروکسیل سبب افزایش پیوند های دارای کاتیون فعال می‌گردد(بولیان، ۲۰۰۹).
شکل ۳-۴-۱۳- واکنش پیوند اسید با حلقه اپوکسی و تولید گروه های هیدروکسیل
بار مثبت به دست آمده حاصل از اسید سبب ایجاد نوعی پیوند درونی می‌گردد که در واکنش زیر مشخص شده است :
شکل ۳-۴-۱۴- ایجاد پیوند درونی به واسطه بار مثبت حاصل از واکنش پیوند اسید با حلقه اپوکسی و تولید گروه های هیدروکسیل
برای افزایش پلیمریزاسیون کاتیونی، فروسن^[۲۰۱] یا نمک‌های اونوم^[۲۰۲]مورد استفاده قرار می‌گیرند(ففروسنیوم^[۲۰۳]، دیازونیوم^[۲۰۴]، سولفونیوم^[۲۰۵] و …). همچنین یکی دیگر از افزودنی هایی که می‌توان اضافه نمود نموک دیاریلی اودونیوم می‌باشد که وقتی در برابر اشعه فرابنفش قرار می‌گیرد این نمک‌ها تولید مواد اسیدی واکنش داده با گروه های اپوکسی می‌کنند. برای بهبود رزین هی اپوکسی مورد استفاده در فرمولاسیون پوشش دهنده های پودری در مواد چوبی به ویژه MF بر پایه واکنش شیمیایی که پیش‌تر شرح داده شد می‌توان از حرارت و یا اشعه فرا بنفش معمولاً در حضور کاتالیزور استفاده نمود(بولیان، ۲۰۰۹؛ ژو، ۲۰۱۲).
۳-۴-۲۸- استر های اپوکسی
این مواد معادل آلکید ها با گروه های اپوکسی می‌باشند. هم گروه های هیدروکسیل انتهایی و هم گروه های هیدروکسیل ثانویه در رزین های اپوکسی می‌توانند با اسید های چرب واکنش داده و تولید استر های اپوکسی نمایند که برای خشک کردن پرداخت‌های نهایی و یا برای بهبود رزین ملامین فرمالدئید مورد استفاده قرار می‌گیرند.
گلیسایدل متاکریلات می‌تواند سبب شناسایی گروه های اپوکسی در رزین های اکریلیکی که چسبندگی را بهبود داده و محل هایی را برای واکنش‌های دیگر آماده سازی کند(بولیان، ۲۰۰۹).