Структура и свойства карбамидоформальдегидных олигомеров

Карбамидоформальдегидные олигомеры имеют разветвленную структуру со степенью поликонденсации 5-8:

,где R = Н или алкил, n = 3-6.

Немодифицированные карбамидоформальдегидные олигомеры растворяются в воде (наличие гидрофильных метилольных групп; невысокая молекулярная масса олигомеров).

Свойства модифицированных олигомеров определяются, главным образом, природой спирта-модификатора. При использовании в качестве модификатора метанола, этанола и этилцеллозольва получают олигомеры, хорошо растворимые в воде и спиртах, но нерастворимые в углеводородах. При увеличении длины алкильного радикала спирта-модификатора растворимость олигомеров в воде ухудшается, но улучшается растворимость в углеводородах. Олигомеры, модифицированные н-бутанолом, хорошо растворяются в углеводородах, но не смешиваются с водой. Спирты с большой длиной радикала обычно для модификации карбамидоформальдегидных смол не применяются, поскольку этерификация этими спиртами затруднительна из-за их плохой растворимости в реакционной смеси.

Различие в растворимости отдельных видов карбамидоформальдегидных олигомеров позволяет использовать их для получения как органо-, так и водорастворимых (водоразбавляемых) лакокрасочных материалов.

Карбамидоформальдегидные олигомеры являются термореактивными. Отверждение – это дальнейший этап поликонденсации, протекающий с образованием нерастворимого и неплавкого полимера с пространственной структурой. Процесс отверждения ускоряется катализаторами кислого характера. Так, в присутствии НСl отверждение возможно при комнатной температуре.

При нагревании в отсутствие катализатора процесс отверждения достаточно быстро (в течение 1 ч) проходит при температуре 120°С. Одновременно с дальнейшей конденсацией метилольных групп протекает и процесс деструкции диметиленэфирных мостиков с выделением свободного формальдегида:

нагревание

В отверждении при нагревании также принимают участие и этерифицированные метилольные группы. Однако такая реакция протекает значительно медленнее, чем реакция с участием неэтерифицированных метилольных групп. Поэтому степень этерификации олигомера оказывает большое влияние на его склонность к отверждению. Олигомеры с низкой степенью этерификации отверждаются быстрее и в более мягких условиях, чем с высокой степенью этерификации. При прочих равных условиях олигомеры, этерифицированные низшими спиртами, отверждаются легче, чем олигомеры, модифицированные бутанолом.