VẬT LIỆU PHỦ - 2.2.1 Nhựa thông

2.2.1 Nhựa thông

Nhựa thông, cũng được gọi là colophony, và những chất dẫn xuất của nó là một trong số những loại resin quan trọng nhất và được sử dụng rộng rãi. Nhựa thông lấy được từ cây thông hoặc là bằng cách ra từ vết nứt của cây (được gọi là nhựa keo) hay bằng cách chiết tách dung dịch gỗ cây thông lâu năm (được gọi là nhựa gỗ). Cũng có thể lấy được nhựa thông như là một bán thành phẩm của ngành giấy, ở đó muối hòa tan của nhựa thông và và acid béo trong gỗ được hình thành như là bán thành phẩm. Bán thành phẩm này sau đó được chưng cất đế lấy acid béo và nhựa thông như là một chất bã (được biết như là nhựa dầu cao). Về mặt hóa học, nhựa thông là hỗn hợp của những acid monocarbonxylic (~90%) với thành phần chính là acid abietic và phần còn lại (~10%) là vật liệu tự nhiên như những hydrocarbon, terpene bị oxi hóa và những ester có thể xà phòng hóa như bên dưới:

Khi được gia nhiệt đến 150 độ C, acid abietic đồng phân hóa thành acid levopimaric. Acid abietic chưa bão hòa có thể bị phân hóa rồi, nhưng acid levopimaric có thể chịu đựng sự oxi hóa tốt hơn. Nhựa thông là chất rắn, giòn, có màu từ vàng nhạt tới nâu (điểm hóa mềm từ 70-80 độ C) có tính tan tốt trong dung môi béo và tương thích tốt với dầu tạo màng. Nhưng bởi vì hàm lượng acid cao, nó nhạy với nước và kiềm. Vì thế nhựa thông thường được biến tính hóa học để tăng điểm chảy mềm và hạ thấp tính acid. Sự biến tính quan trọng của nhựa thông liên quan đến việc hoặc là trung hòa nhóm acid với canxi oxide (vôi) hay kẽm oxide để tạo thành xà phòng canxi hay xà phòng kẽm, hoặc là ester hóa nó với rượu đa chức như là glycerol hay pentaerythritol để phát triển phân tử cần thiết để hình thành sản phẩm thường được gọi là nhựa ester. Nhóm acid carboxylic của nhựa thông bị cảm trở về mặt lập thể và vì thế yêu cầu một nhiệt độ cao để ester hóa, nhưng ở một khía cạnh khác, ester của nhựa thông có tình bền tốt hơn trước sự thủy phân.

Nhựa thông được biến tính maleic là một sản phẩm thương mại và được sử dụng rộng rãi như là một chất kết dính trong công nghiệp mực in. Acid levopimaric với liên kết đôi liên hợp của nó có thể trải qua một phản ứng Diels-Alder với maleic anhydric, acid maleic hoặc acid fumaric để cho ra một sản phẩm cộng nhựa thông được biến tính maleic, đây là một chất dẫn xuất của acid trycarboxylic. Sản phẩm cộng này sau đó phản ứng với rượu đa chức như là glycerol hay pentaerythritol để tạo thành resin maleic. Loại resin này đặc trưng bỡi màu sắc của chúng, điểm chảy cao, tính ổn định sáng được cải thiện, độ cứng tốt hơn và chống oxi hóa tốt hơn nhựa thông. Nhiều sản phẩm như thế này có sẵn dưới dạng thương mại, và chúng khác nhau chủ yếu ở điểm chảy mềm và hàm lượng hydroxyl.

Resin phenolic được biến tính nhựa thông, một dẫn xuất nhựa thông quan trọng khác được sử dụng trong công nghiệp phủ, được tạo ra từ phản ứng nhựa thông với một resin phenolic dưới dạng resole. Quy mô biến tính, loại nhựa phenolic được sử dụng và tỷ lệ formaldehyde đối với phenol (f:p)là những yếu tốt chính tạo ra các loại sản phẩm khác nhau.

ứng dụng chính của nhựa thông và những dẫn xuất của nó là trong mựa in, varnish nhựa cây và alkyd được biến tính để cải thiện độ cứng và sự khô vật lý.