Sommario
1. Resine melaminiche non modificate
La melamina reagisce con la formaldeide a pH 9-10 per formare esaidrossimetilmelammina. Una mole di melamina si combina con 6 moli di formaldeide per produrre esaidrossimetilmelammina.
La melamina è solo leggermente solubile in acqua, ma si dissolve facilmente in soluzioni alcaline di formaldeide per formare idrossimetilmelammine. Quando riscaldate, le idrossimetilmelammine subiscono una reticolazione e formano resine che diventano più insolubili quanto più a lungo vengono riscaldate.
La melamina si condensa anche con la formaldeide in soluzione acida per formare composti idrossimetilici, che poi subiscono una policondensazione per formare prodotti reticolati. Le resine melamina-formaldeide possono essere indurite termicamente o con un indurente.
Il processo di indurimento non è del tutto chiaro, ma si ritiene che coinvolga ponti metilenici e possibilmente ponti metilene-etere. I condensati di melammina-formaldeide hanno una buona stabilità termica, proprietà ottiche e resistenza all’acqua.
2. Resine melaminiche modificate
2.1. Reazione con alcoli
I composti idrossimetilici di melammina possono essere eterificati con alcoli per formare eteri. L’uso più importante di questi eteri è come resine di rivestimento superficiale. Possono anche essere utilizzati come ausiliari tessili, resine melammina-urea-formaldeide e resine impregnanti.
La reazione di eterificazione viene eseguita a temperature relativamente elevate con catalisi acida. È importante rimuovere l’acqua o l’alcol in eccesso dalla soluzione per evitare la reticolazione. Gli eteri mono- esaalchilici degli alcoli da C1 a C4 possono essere preparati facilmente. Si ottengono buone conversioni per gli alcoli superiori solo mediante transeterificazione.
Gli eteri metilici dei composti idrossimetilici di melammina sono facilmente solubili in acqua anche a temperatura ambiente e cristallizzano facilmente. Le soluzioni acquose degli eteri metilici preparati da composti idrossimetilici superiori diventano torbide se riscaldate e si schiariscono di nuovo se raffreddate.
Gli eteri metilici sono solubili in acqua, benzene e altri solventi simili. Tuttavia, gli eteri prodotti con alcoli superiori, come butanolo o alcol benzilico, sono insolubili in acqua ma solubili in alcoli e alcuni idrocarburi.
Oltre ai monoalcoli, gli alcoli poliidrici, ad esempio glicole etilenico, glicerolo, 3-idrossimetil-1,5-pentandiolo e pentaeritritolo, possono essere impiegati come agenti di eterificazione. Tuttavia, questa eterificazione deve essere eseguita in soluzione neutra perché altrimenti la reazione di reticolazione competitiva avviene più rapidamente e forma prodotti insolubili.
Le resine melammina-formaldeide eterificate utilizzate come materiali di partenza per rivestimenti superficiali sono condensati con masse molecolari basse di 600-1400. Si tratta presumibilmente di strutture triaziniche collegate da ponti metilenici e contengono da due a quattro gruppi melaminici. I gruppi eterei sono distribuiti casualmente sugli anelli triazinici.
2.2. Reazione con ammine
Ammine e acidi amminici carbossilici reagiscono con idrossimetilmelammine per formare resine melaminiche con proprietà idrofile migliorate. La condensazione con amminoacidi produce resine melaminiche solubili in alcali, che vengono utilizzate per impregnare e modellare materiali.
La modifica con amminoalcoli, come l’amminoetanolo, forma prodotti basici che possono formare sali con acidi. Questi prodotti vengono utilizzati come ausiliari tessili, ma non hanno grande importanza industriale.
2.3. Reazione con acido solfidrico
Le resine melaminiche possono reagire con acido solfidrico, proprio come le resine ureiche. Le scelte più economiche per le applicazioni industriali sono il solfito di sodio, l’acido solfidrico di sodio o il pirosolfito. La reazione può essere eseguita in un mezzo acido o basico.
I prodotti risultanti sono resine melaminiche solubili in acqua che possono essere precipitate aggiungendo acidi. Le resine melammina-formaldeide modificate con idrogeno solforato sono utilizzate nel settore edile come fluidificanti del calcestruzzo per materiali da costruzione.
Altri modificatori, come ditionito e formaldeide sodio solfossilato, sono stati descritti anche nella letteratura brevettuale.
2.4. Altri modificatori
La modifica delle resine idrossimetilmelamminiche con altri composti, come polialcoli, zuccheri, toluenesulfonamidi, lattami, nitrili, acrilati e poliacrilonitrile, è importante nella produzione di resine impregnanti. Queste modifiche migliorano un’ampia gamma di proprietà di laminazione e aiutano a stabilizzare la soluzione di resina, prevenendo l’opacizzazione e l’eccessiva viscosità.
È stata studiata anche la creazione di condensati misti e co-condensati che coinvolgono melammina e altri composti, come fenolo, urea, cianammide e dicianodiammide.
Ad esempio, le resine melaminiche-urea-formaldeide modificate con fenolo vengono utilizzate nei pannelli truciolari resistenti alle intemperie. Queste resine possono anche essere modificate per soddisfare requisiti specifici.
3. Utilizzi delle resine melaminiche
La resina melaminica è un materiale versatile con un’ampia gamma di applicazioni. Ecco alcune delle più comuni:
- Materiali da costruzione: la resina melaminica viene utilizzata nei laminati ad alta pressione, che vengono utilizzati per realizzare ripiani, mobili e altre superfici. Viene utilizzata anche nei pavimenti laminati e nei pannelli murali piastrellati. La resina melaminica è una buona scelta per queste applicazioni perché è forte, durevole e resistente all’umidità e ai graffi.
- Utensili da cucina e stoviglie: la resina melaminica viene utilizzata per realizzare una varietà di utensili da cucina e stoviglie, come ciotole, piatti e tazze. Viene utilizzata anche in alcuni imballaggi per alimenti. La resina melamminica è una buona scelta per queste applicazioni perché è atossica e resistente a macchie e graffi.
- Produzione di mobili e armadi: la resina melamminica viene utilizzata per realizzare pannelli in melamina, utilizzati in mobili e armadietti da cucina pronti per il montaggio. I pannelli in melamina sono disponibili in una varietà di colori e motivi, il che li rende una scelta popolare per i proprietari di case che desiderano personalizzare i propri mobili.
- Cattura del carbonio: la resina melamminica ha dimostrato di essere efficace nel legare l’anidride carbonica, il che la rende un potenziale materiale per applicazioni di cattura del carbonio. La cattura del carbonio è il processo di cattura dell’anidride carbonica dall’atmosfera e del suo stoccaggio sottoterra. Ciò può aiutare a ridurre le emissioni di gas serra e mitigare i cambiamenti climatici.
Queste sono solo alcune delle numerose applicazioni della resina melamminica. Con il procedere della ricerca, vengono scoperti continuamente nuovi e innovativi usi per questo materiale versatile.
Riferimenti
- Amino Resins; Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. – https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/14356007.a02_115.pub2
- https://en.wikipedia.org/wiki/Melamine_resin
