ВТВЪРДИТЕЛИ АМИНОЗИН
Реакцията на поликондензация на аминови мономери с формалдехид се провежда за получаване на линейни молекули на смола, последвано от тяхното разклоняване и омрежване. Тази реакция се катализира от H3O+ или OH- йони. Използват се най-евтините киселини и основи като солна киселина и сода каустик. При втвърдяване на смолата е необходимо да се осигури висока скорост на реакция на втвърдяване и да се получат смоли с дълъг живот на смесване. Затова се използват специално подбрани съединения с каталитични свойства, способни да променят pH в определени граници. В повечето случаи смолата се втвърдява в кисела среда, така че се използват киселинни втвърдители (катализатори на втвърдяване). Скоростта на втвърдяване се увеличава, когато рН намалява и киселинността на смолата се увеличава. *
Скоростта на втвърдяване е критичен фактор при определяне на икономичността и пригодността на приложенията на смолата. Максималното количество втвърдител, което може да се добави към смолата, се определя от времето на годност, необходимо при условия на съхранение или обработка при нормални или повишени температури. Невъзможно е, в опит да се намали продължителността на втвърдяване на смолата в кисела среда чрез увеличаване на количеството на втвърдителя, да се превиши определена граница, над която жизнеспособността на смолата в тази среда е недостатъчна. Обратно, необходимият минимален втвърдител е определящ по отношение на рентабилността, а понякога дори и възможността за приложение. И двете стойности (минимална и максимална) зависят от вида на втвърдителя и смолата, както и от условията на втвърдяване.
В допълнение към киселинността на втвърдителя и свързаната с това промяна в скоростта на втвърдяване на смолата, летливостта на компонентите на втвърдителя е от известно значение (особено при пресоване при повишени температури). Втвърдители, използвани за преса -материалите и продуктите от тяхното разлагане трябва да бъдат възможно най-нелетливи при температурата на пресоване. Летливостта на киселините не е значителна пречка за тяхното използване, особено при стайна температура, тъй като азотните атоми в аминослоевете са слабо основни и свързват молекули дори по отношение на летливи киселини, образувайки нисколетливи соли,
В зависимост от предназначението на аминопластите изискванията към втвърдителите са различни. За пресови материали, предимно карбамид, са необходими неутрални втвърдители, които позволяват сух пресов материал да се съхранява достатъчно дълго време без загуба на пластичност.
Животът на смолата, използвана за направата на ламинати, може да бъде по-малък - няколко дни между импрегнирането и съхненето на хартията за ламинати и нейното пресоване. В този случай обаче е необходима достатъчна стабилност на смолата, съдържаща втвърдителя, по време на сушене при повишена температура (100-120°C).
Животът на смеси течна смола/втвърдител за карбамидни лепила варира от минути до часове, в зависимост от това как са втвърдени.
При получаване на урея-формалдехидна пенообразна маса, чиито свойства зависят от скоростта на желатинизация и втвърдяване при стайна температура, се използват силни киселини.
Лаковите смоли се стабилизират с алкохоли, следователно много силни киселини могат да се използват като втвърдители, позволяващи лаковете да се втвърдяват при стайна температура, след като алкохолът се изпари. В присъствието на слаби киселини алкохолните разтвори на такива смоли са стабилни за много дълго време.
Класификацията на втвърдителите за аминопласти според тяхното предназначение (например за пресови материали, лепила, лакове и др.) не може да бъдеточен, тъй като един и същ втвърдител може да се използва за различни цели. Много по-лесно е да се класифицират втвърдителите според техния механизъм на действие.
Втвърдителите се използват главно за карбамидни смоли и пресови материали, които се втвърдяват твърде бавно в неутрална или основна среда. Скоростта на втвърдяване на меламиновите смоли при повишени температури обикновено е достатъчна без използването на втвърдители; при стайна температура дори силните втвърдители леко ускоряват тяхното втвърдяване. Поради това втвърдителите за меламиново-формени алдехидни смоли и материали за пресоване се използват много рядко, малко по-често за смесени смоли, като меламин-карбамид. Основните втвърдители се използват само в изключителни случаи. Втвърдителите са необходими за бензогуанаминови смоли, които се характеризират с ниска реактивност.
Киселинната катализа протича по следната схема:
(III.1) (III.2) (III.3)
-sh-ch2on + на -> — sh—sn26n2 + A“
—1Sh—CH2OH2 —* —Sh—CH2 + H20
- mn - SN2 + - GSh - ■ - * -sh - CH2 - Sh -
-YH-CH2-YH-+ A" -► - YH-CH2-Y- + HA (III. 4)
—YH—CH2 + NOCH2Y ► —YH—CH2—0-CH2—N— (III. 5)