Tabla de contenido
1. Resinas de melamina no modificadas
La melamina reacciona con formaldehído a un pH de 9 a 10 para formar hexahidroximetilmelamina. Un mol de melamina se combina con 6 moles de formaldehído para producir hexahidroximetilmelamina.
La melamina es sólo ligeramente soluble en agua, pero se disuelve fácilmente en soluciones alcalinas de formaldehído para formar hidroximetilmelaminas. Cuando se calientan, las hidroximetilmelaminas se reticulan y forman resinas que se vuelven más insolubles cuanto más se calientan.
La melamina también se condensa con formaldehído en solución ácida para formar compuestos de hidroximetilo, que luego se policondensan para formar productos reticulados. Las resinas de melamina-formaldehído se pueden endurecer térmicamente o con un endurecedor.
El proceso de endurecimiento no está del todo claro, pero se cree que involucra puentes de metileno y posiblemente puentes de éter de metileno. Los condensados de melamina-formaldehído tienen buena estabilidad térmica, propiedades ópticas y resistencia al agua.
2. Resinas de melamina modificadas
2.1. Reacción con alcoholes
Los compuestos de melamina hidroximetilo se pueden eterificar con alcoholes para formar éteres. El uso más importante de estos éteres es como resinas para revestimiento de superficies. También se pueden utilizar como auxiliares textiles, resinas de melamina-urea-formaldehído y resinas de impregnación.
La reacción de eterificación se lleva a cabo a temperaturas relativamente altas con catálisis ácida. Es importante eliminar el agua o el exceso de alcohol de la solución para evitar la reticulación. Los éteres mono a hexaalquil de los alcoholes C1 a C4 se pueden preparar fácilmente. Para alcoholes superiores se obtienen buenas conversiones sólo mediante transeterificación.
Los éteres metílicos de los compuestos hidroximetílicos de melamina son fácilmente solubles en agua incluso a temperatura ambiente y cristalizan fácilmente. Las soluciones acuosas de los éteres metílicos preparados a partir de compuestos de hidroximetilo superiores se vuelven turbias al calentarlas y se aclaran de nuevo al enfriarlas.
Los éteres metílicos son solubles en agua, benceno y otros disolventes similares. Sin embargo, los éteres producidos con alcoholes superiores, como el butanol o el alcohol bencílico, son insolubles en agua pero solubles en alcoholes y algunos hidrocarburos.
Además de los monoalcoholes, como agentes de eterificación se pueden emplear alcoholes polihídricos, por ejemplo, etilenglicol, glicerol, 3-hidroximetil-1,5-pentanodiol y pentaeritritol. Sin embargo, esta eterificación debe realizarse en solución neutra, porque de lo contrario la reacción de reticulación competitiva se produce más rápidamente y forma productos insolubles.
Las resinas eterificadas de melamina-formaldehído utilizadas como materiales de partida para recubrimientos de superficies son condensados que tienen masas moleculares bajas de 600 a 1400. Se supone que se trata de estructuras de triazina unidas por puentes de metileno y contienen de dos a cuatro grupos de melamina. Los grupos éter están distribuidos aleatoriamente sobre los anillos de triazina.
2.2. Reacción con aminas
Las aminas y los ácidos aminocarboxílicos reaccionan con las hidroximetilmelaminas para formar resinas de melamina con propiedades hidrófilas mejoradas. La condensación con aminoácidos produce resinas de melamina solubles en álcalis, que se utilizan para impregnar y moldear materiales.
La modificación con aminoalcoholes, como el aminoetanol, forma productos básicos que pueden formar sales con ácidos. Estos productos se utilizan como auxiliares textiles pero no tienen gran importancia industrial.
2.3. Reacción con sulfito de hidrógeno
Las resinas de melamina pueden reaccionar con los sulfitos de hidrógeno, al igual que las resinas de urea. Las opciones más económicas para aplicaciones industriales son el sulfito de sodio, el hidrogenosulfito de sodio o el pirosulfito. La reacción se puede llevar a cabo en un medio ácido o básico.
Los productos resultantes son resinas de melamina solubles en agua que pueden precipitarse añadiendo ácidos. Las resinas de melamina-formaldehído modificadas con sulfito de hidrógeno se utilizan en la industria de la construcción como licuantes de hormigón para materiales de construcción.
En la literatura de patentes también se han descrito otros modificadores, tales como ditionito y formaldehído sulfoxilato de sodio.
2.4. Otros modificadores
La modificación de resinas de hidroximetilmelamina con otros compuestos, como polialcoholes, azúcares, toluenosulfonamidas, lactamas, nitrilos, acrilatos y poliacrilonitrilo, es importante en la producción de resinas de impregnación. Estas modificaciones mejoran una amplia gama de propiedades de laminación y ayudan a estabilizar la solución de resina, evitando la turbidez y la viscosidad excesiva.
También se ha estudiado la creación de condensados y cocondensados mixtos que involucran melamina y otros compuestos, como fenol, urea, cianamida y dicianodiamida.
Por ejemplo, las resinas de melamina, urea y formaldehído modificadas con fenol se utilizan en tableros de partículas resistentes a la intemperie. Estas resinas también se pueden modificar para cumplir requisitos específicos.
3. Usos de las Resinas de Melamina
La resina de melamina es un material versátil con una amplia gama de aplicaciones. Éstos son algunos de los más comunes:
- Materiales de construcción: La resina de melamina se utiliza en laminados de alta presión, que se utilizan para fabricar encimeras, muebles y otras superficies. También se utiliza en suelos laminados y paneles de pared de azulejos. La resina de melamina es una buena opción para estas aplicaciones porque es fuerte, duradera y resistente a la humedad y los rayones.
- Utensilios de cocina y vajillas: La resina de melamina se utiliza para fabricar una variedad de utensilios de cocina y vajillas, como tazones, platos y tazas. También se utiliza en algunos envases de alimentos. La resina de melamina es una buena opción para estas aplicaciones porque no es tóxica y es resistente a las manchas y los rayones.
- Fabricación de armarios y muebles: La resina de melamina se utiliza para fabricar paneles de melamina, que se utilizan en muebles y armarios de cocina listos para montar. Los paneles de melamina están disponibles en una variedad de colores y diseños, lo que los convierte en una opción popular para los propietarios que desean personalizar sus muebles.
- Captura de carbono: Se ha demostrado que la resina de melamina es eficaz para unir dióxido de carbono, lo que la convierte en un material potencial para aplicaciones de captura de carbono. La captura de carbono es el proceso de capturar dióxido de carbono de la atmósfera y almacenarlo bajo tierra. Esto puede ayudar a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y mitigar el cambio climático.
Estas son sólo algunas de las muchas aplicaciones de la resina de melamina. A medida que continúa la investigación, constantemente se descubren usos nuevos e innovadores para este material versátil.
Referencias
- 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
