Aldehydkondensationspolymereine von mehreren industriell hergestellten polymeren Substanzen (Substanzen, die aus extrem großen Molekülen bestehen), die bei Kondensationsreaktionen mit einem Aldehyd aufgebaut werden. In fast allen Fällen ist der speziell verwendete Aldehyd Formaldehyd, ein hochreaktives Gas, das üblicherweise mit Phenol, Harnstoff oder Melamin polymerisiert wird, um eine Reihe wichtiger Kunstharze herzustellen. Die Reaktionen, durch die diese Verbindungen zu Polymeren aufgebaut werden, werden als Kondensationsreaktionen bezeichnet, da sie üblicherweise mit der Freisetzung von Wasser und anderen Nebenprodukten einhergehen. Die resultierenden Polymere - bekannt als Phenol-Formaldehyd-Harz, Harnstoff-Formaldehyd-Harz und Melamin-Formaldehyd-Harz - werden häufig als Klebstoffe in Sperrholz und anderen strukturellen Holzprodukten verwendet. In der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts wurden sie zu sehr wichtigen Kunststoffen wie Bakelit und Käfer verarbeitet.
Hauptindustrielle Polymere: Aldehydkondensationspolymere
Aldehydkondensationspolymere sind Verbindungen, die durch Reaktion von Formaldehyd mit Phenol, Harnstoff oder Melamin hergestellt werden. Das
Phenol, Harnstoff, Melamin und Formaldehyd haben folgende Molekülstrukturen:
Aldehyde sind chemische Verbindungen, die eine Carbonylgruppe (C = O) enthalten, eine hochreaktive Anordnung, bei der ein Kohlenstoffatom und ein Sauerstoffatom durch eine Doppelbindung verbunden sind. Formaldehyd (chemische Formel HCHO) ist strukturell das einfachste Mitglied dieser Familie. Durch die Oxidation von Methan hergestellt, ist es ein farbloses, stechend riechendes Gas, das üblicherweise in einer flüssigen Lösung gelagert und gehandhabt wird. Phenol (C 6 H 5 OH) ist ein Phenylalkohol, der aus einer Hydroxylgruppe (OH) besteht, die an eine sechsseitige ringförmige Phenylgruppe (C 6 H 5) angehängt ist. Phenol wird aus Cumol gewonnen, das wiederum durch eine Reaktion zwischen Benzol und Propylen entsteht. Es ist eine giftige Flüssigkeit, die unter klar festgelegten Sicherheitsverfahren gelagert und gehandhabt werden muss.
Harnstoff (auch Carbamid genannt) und Melamin (auch Cyanuramid genannt) sind beide farblose, kristalline Feststoffe, die eine Aminogruppe (NH 2) enthalten. Zu einer Zeit wurden beide Verbindungen aus Calciumcyanamid (und letztendlich aus Calciumcarbid) erhalten. Harnstoff wird jetzt durch Umsetzung von Kohlendioxid mit Ammoniak erzeugt, und Melamin wird durch Dehydratisierung von Harnstoff erhalten.
Diese Verbindungen werden als Monomere bezeichnet, ein allgemeiner Begriff für eine Klasse von Verbindungen, meist organische Verbindungen, die sich in Gegenwart eines Katalysators zu Polymeren verbinden können. Die Aldehydkondensationspolymere haben die folgenden allgemeinen Strukturen:
In allen drei Polymeren werden die Methylengruppen (CH 2), die mit den Wiederholungseinheiten verbunden sind (und sie mit anderen Einheiten verbinden, um Riesenmoleküle herzustellen), vom Formaldehyd bereitgestellt. Die Bildung der CH 2 -Bindungen erfolgt im Allgemeinen in zwei Schritten. Im ersten Schritt wird Formaldehyd mit einem der anderen Monomere umgesetzt, um ein Präpolymer mit niedrigem Molekulargewicht herzustellen, das aus kleinen Molekülen besteht, in denen eine begrenzte Anzahl von Wiederholungseinheiten durch Methylol- oder Hydroxymethylgruppen (CH 2 OH) miteinander verbunden sind.. Zu diesem Zeitpunkt kann die Verbindung mit Füllstoffen, Pigmenten und anderen Additiven modifiziert und für die zukünftige Verarbeitung aufbewahrt werden. Im zweiten Schritt wird das Präpolymer gehärtet (üblicherweise unter Hitze und Druck und in Gegenwart eines Katalysators) und die CH 2 OH-Gruppen werden unter Wasserverlust zu CH 2 "kondensiert". Die Polymere sind somit duroplastisch oder zu permanenten dreidimensionalen Netzwerken verknüpft, die sich ideal zur Herstellung von Kunstharzen eignen.
