2. Chất kết
dính
2.1 Giới thiệu
2.1.1 Giới thiệu
về polymer
Chất kết dính
hay chất tạo màng được mô tả như là một trong những thành phần quan trọng nhất
của sơn và chất phủ. Chất kết dính về cơ bản là vật liệu polyme và vì thế việc
trình bày một số khái niệm và những định nghĩa có liên quan đến polymer sẽ rất
hữu ích trong việc hiểu những loại chất kết dính khác nhau được sử dụng trong
sơn và chất phủ.
Hiểu đơn hgiản,
polymer là một phân tử khổng lồ. Không giống như các phân tử như nước, benzoic
acid và glucose, polymer là những phân tử lớn có cấu trúc dạng chuỗi. Cấu trúc
chuỗi dài này được hình thành bởi sự liên kết của các phần tử nhỏ được gọi là
monomer. Quá trình hóa học liên kết các monomer với nhau để hình thành cấu trúc
dạng chuỗi là một phản ứng được gọi là trùng hợp - polimerization.
Cần lưu ý là
trong một phản ứng polymerization, có rất nhiều chuỗi polymer được hình thành,
và những chuỗi này không giống nhau về kích thước và độ dài. Số lượng phần tử
monomer trung bình trong một mẫu polymer được biết như là độ trùng hợp - DP. Tương
tự, khối lượng phân tử MW của một mẫu polymer được tính bằng cách lấy trung
bình các MW của những chuỗi riêng lẻ - Mn. Mn có thể tính bằng cách nhân DP với
MW của một cầu trúc (phần tử) đơn vị được lặp lại.
Phụ thuộc vào
loại polymer và quá trình polymerization, Mn có thể từ vài ngàn đến vài trăm
ngàn grams/mole. Polymer có giá trị Mn thấp, khoảng vài ngàn grams/mole, thường
được xem như là oligomers. Rất nhiều polymer có sẵn trong tự nhiên hoặc được tổng
hợp bởi những cơ thể sống và tất cả được gọi là polymer tự nhiên. Trong khi đó
những polyme được hình thành từ monomer bằng phản ứng polymerization được gọi
là polymer nhân tạo hay tổng hợp. Cả polymer tự nhiên và polymer tổng hợp đều
được sử dụng trong sơn và chất phủ. Trong công nghiệp sơn và chất phủ, thuật ngữ
resin thì thường được dùng để chỉ vật liệu polymer. Polymer, resin và chất kết
dính đều có thể được sử dụng thay thế cho nhau.
Có hai loại phản
ứng polymerization cơ bản như sau:
Polymerization
chuỗi (polymerization cộng – trùng hợp)
Trong quá
trình này, những polymer có MW cao được hìn t hành bằng sự liên kết hóa học giữa
những monomer thông qua một phản ứng polymerization rất nhanh. Quá trình này
yêu cầu một hợp chất để khơi màu phản ứng, như là những gốc hay ion tự do. Một
khi đã bắt đầu, các monomer sẽ kết hợp để hình thành một chuỗi tăng dần các
monomer đơn vị, được gọi là giai đoạn lan truyền. Những chuỗi đang lan truyền
này kết thúc bằng một số nhánh khác nhau. Bên dưới mô tả sự polymerization của
methyl metharylate thành poly (methyl methacrylate) bằng sự polymerization chuỗi.
Hầu hết các polymer được sử dụng trong sơn và chất phủ được tổng hợp theo quá
trình này là polymer acrylic và vinyl.
Polymerization
từng bước (polymerization ngưng tụ - trùng ngưng)
Trong kiểu
polymerization này, những mononer với ít nhất hai nhóm chức được sử dụng, và
liên kết giữa những monomer được hình thành bằng phản ứng giữa những nhóm chức,
nói chung là sẽ tạo ra những sản phẩm có MW thấp như là nước. MW cúa polymer phát
triển theo từng bước với tốc độ chậm hơn so với polymerization chuỗi. Loại
polymerization này không tạo ra một polymer có MW cao.
No comments:
Post a Comment