Table des matières
1. Résines mélamine non modifiées
La mélamine réagit avec le formaldéhyde à un pH de 9 à 10 pour former de l’hexahydroxyméthylmélamine. Une mole de mélamine se combine à 6 moles de formaldéhyde pour produire de l’hexahydroxyméthylmélamine.
La mélamine n’est que légèrement soluble dans l’eau, mais elle se dissout facilement dans les solutions alcalines de formaldéhyde pour former des hydroxyméthylmélamines. Lorsqu’elles sont chauffées, les hydroxyméthylmélamines subissent une réticulation et forment des résines qui deviennent de plus en plus insolubles à mesure qu’elles sont chauffées longtemps.
La mélamine se condense également avec le formaldéhyde en solution acide pour former des composés hydroxyméthylés, qui subissent ensuite une polycondensation pour former des produits réticulés. Les résines mélamine-formaldéhyde peuvent être durcies thermiquement ou avec un durcisseur.
Le processus de durcissement n’est pas entièrement clair, mais on pense qu’il implique des ponts méthylène et éventuellement des ponts méthylène-éther. Les condensats de mélamine-formaldéhyde ont une bonne stabilité thermique, des propriétés optiques et une bonne résistance à l’eau.
2. Résines de mélamine modifiées
2.1. Réaction avec les alcools
Les composés hydroxyméthylés de mélamine peuvent être éthérifiés avec des alcools pour former des éthers. L’utilisation la plus importante de ces éthers est celle des résines de revêtement de surface. Ils peuvent également être utilisés comme auxiliaires textiles, résines mélamine-urée-formaldéhyde et résines d’imprégnation.
La réaction d’éthérification est réalisée à des températures relativement élevées avec catalyse acide. Il est important d’éliminer l’eau ou l’excès d’alcool de la solution pour éviter la réticulation. Les éthers mono- à hexaalkyliques des alcools en C1 à C4 peuvent être préparés facilement. De bonnes conversions ne sont obtenues pour les alcools supérieurs que par transéthérification.
Les éthers méthyliques des composés hydroxyméthyliques de mélamine sont facilement solubles dans l’eau même à température ambiante et cristallisent facilement. Les solutions aqueuses des éthers méthyliques préparées à partir de composés hydroxyméthylés supérieurs deviennent troubles lors du chauffage et se clarifient à nouveau lorsqu’elles sont refroidies.
Les éthers méthyliques sont solubles dans l’eau, le benzène et d’autres solvants similaires. Cependant, les éthers produits avec des alcools supérieurs, comme le butanol ou l’alcool benzylique, sont insolubles dans l’eau mais solubles dans les alcools et certains hydrocarbures.
En plus des monoalcools, des alcools polyhydriques, par exemple l’éthylène glycol, le glycérol, le 3-hydroxyméthyl-1,5-pentanediol et le pentaérythritol, peuvent être utilisés comme agents d’éthérification. Toutefois, cette éthérification doit être réalisée en solution neutre car la réaction de réticulation concurrente s’effectue autrement plus rapidement et forme des produits insolubles.
Les résines mélamine-formaldéhyde éthérifiées utilisées comme matières premières pour les revêtements de surface sont des condensats ayant de faibles masses moléculaires de 600 à 1 400. Il s’agit probablement de structures triazine liées par des ponts méthylène et contenant de deux à quatre groupes mélamine. Les groupes éther sont répartis de manière aléatoire sur les cycles triazine.
2.2. Réaction avec les amines
Les amines et les acides aminés carboxyliques réagissent avec les hydroxyméthylmélamines pour former des résines mélamine aux propriétés hydrophiles améliorées. La condensation avec des acides aminés donne des résines de mélamine solubles dans les alcalis, qui sont utilisées dans les matériaux d’imprégnation et de moulage.
La modification avec des aminoalcools, tels que l’aminoéthanol, forme des produits basiques qui peuvent former des sels avec les acides. Ces produits sont utilisés comme auxiliaires textiles mais ne revêtent pas une importance industrielle majeure.
2.3. Réaction avec le sulfite d’hydrogène
Les résines de mélamine peuvent réagir avec les sulfites d’hydrogène, tout comme les résines d’urée. Les choix les plus économiques pour les applications industrielles sont le sulfite de sodium, l’hydrogénosulfite de sodium ou le pyrosulfite. La réaction peut être réalisée indifféremment en milieu acide ou basique.
Les produits obtenus sont des résines de mélamine solubles dans l’eau qui peuvent être précipitées par ajout d’acides. Les résines mélamine-formaldéhyde modifiées par du sulfite d’hydrogène sont utilisées dans l’industrie de la construction comme liquéfiants du béton pour les matériaux de construction.
D’autres modificateurs, tels que le dithionite et le formaldéhyde sulfoxylate de sodium, ont également été décrits dans la littérature des brevets.
2.4. Autres modificateurs
La modification des résines hydroxyméthylmélamine avec d’autres composés, tels que des polyalcools, des sucres, des toluènesulfonamides, des lactames, des nitriles, des acrylates et du polyacrylonitrile, est importante dans la production de résines d’imprégnation. Ces modifications améliorent un large éventail de propriétés de stratification et aident à stabiliser la solution de résine, évitant ainsi le trouble et une viscosité excessive.
La création de condensats mixtes et de cocondensats impliquant de la mélamine et d’autres composés, tels que le phénol, l’urée, le cyanamide et le dicyanodiamide, a également été étudiée.
Par exemple, les résines mélamine-urée-formaldéhyde modifiées au phénol sont utilisées dans les panneaux de particules résistants aux intempéries. Ces résines peuvent également être modifiées pour répondre à des exigences spécifiques.
3. Utilisations des résines mélamine
La résine mélamine est un matériau polyvalent avec une large gamme d’applications. Voici quelques-uns des plus courants :
- Matériaux de construction : La résine de mélamine est utilisée dans les stratifiés haute pression, qui sont utilisés pour fabriquer des comptoirs, des meubles et d’autres surfaces. Il est également utilisé dans les revêtements de sol stratifiés et les panneaux muraux en carrelage. La résine mélamine est un bon choix pour ces applications car elle est solide, durable et résistante à l’humidité et aux rayures.
- Ustensiles de cuisine et vaisselle : La résine de mélamine est utilisée pour fabriquer une variété d’ustensiles de cuisine et de vaisselle, tels que des bols, des assiettes et des tasses. Il est également utilisé dans certains emballages alimentaires. La résine mélamine est un bon choix pour ces applications car elle est non toxique et résistante aux taches et aux rayures.
- Fabrication d’armoires et de meubles : La résine de mélamine est utilisée pour fabriquer des panneaux de mélamine, qui sont utilisés dans les meubles et armoires de cuisine prêts à assembler. Les panneaux de mélamine sont disponibles dans une variété de couleurs et de motifs, ce qui en fait un choix populaire pour les propriétaires qui souhaitent personnaliser leurs meubles.
- Captage du carbone : Il a été démontré que la résine de mélamine est efficace pour lier le dioxyde de carbone, ce qui en fait un matériau potentiel pour les applications de captage du carbone. Le captage du carbone est le processus qui consiste à capter le dioxyde de carbone de l’atmosphère et à le stocker sous terre. Cela peut contribuer à réduire les émissions de gaz à effet de serre et à atténuer le changement climatique.
Ce ne sont là que quelques-unes des nombreuses applications de la résine mélamine. À mesure que la recherche se poursuit, de nouvelles utilisations innovantes de ce matériau polyvalent sont constamment découvertes.
Références
- 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
