Melamin Formaldehit Tutkalı (MF)

Melamin formaldehit tutkalı, melaminin formaldehit ile kondenzasyonuyla sertleşen bir tutkal çeşididir. Bu tutkal, görünüşü kimyasal tutumu ve kullanış yeri bakımından, üre formaldehit reçinesi tutkalına çok benzemektedir. Bununla beraber üre reçineleri ile karşılaştırıldığında bazı avantajlı yönlerinin bulunduğu görülmektedir.

Melamin reçineleri, 90-140C dereceler arasında herhangi bir sertleştirici madde katılmaksızın sertleşebilmektedir. Sertleşmiş olan tutkal filminin, üre formaldehit reçinesine nazaran suya karşı ve ışığa karşı dayanıklılığı çok iyidir. Melamin reçineleri, üre reçineleri, kan albümini ve PVAc dispersiyon reçineleri ile kombine bir şekilde kullanılabilmektedir. Böylece pahalı olan melamin reçinelerini daha ucuza mal etmek mümkündür. Nitekim %50 oranında üre formaldehit reçinesi ile karıştırılarak elde edilen tutkalın direnç değerleri aynı olmakla beraber fiyatı yarı yarıya ucuzlamış olmaktadır. Bu karışım 3 hafta süreyle bozulmadan kullanılabilmektedir. Melaminin üre reçinesine göre dayanma süresi daha kısadır (Tank 1997).

Elde edilişi; Şekil 1.12’e göre melamin 3 molekül ürenin kondansasyon ürünü olarak elde edilir. Melamin başlangıç maddesi olan kalsiyum karbür CaC2’den kalsiyum

siyanamid CaC2N2 üzerinden sülfonik asit yardımı ile disiyandiamid C2H4N4’den elde

edilir.

3C2N4H4 2C3N6H6 (Melamin)

66

Yüksek sıcaklık ve basınç şartlarında melamin niceleyici olarak triamino triasin yapısına dönüşür. Melamin ve formaldehit reaksiyonu sonucu da metilol melamin oluşur. Daha fazla melamin katılmasıyla trimetilol melamin oluşur (Eroğlu 1988). Son ürünün molar yapısı; çözelti konsantrasyonu, reaksiyon sıcaklığı, pH değeri ve kondenzasyon süresi gibi birçok faktöre bağlıdır (Tank 1997).

Reaksiyon pH değeri 5-6 olan bir çözeltide melaminin formaldehite ½-4 olacak şekilde karıştırılmasıyla başlar ve kademeli olarak ilerler. Reaksiyon, üre ve fenol formaldehit tutkallarında olduğu gibi sonuna kadar devam ettirilmeden oluşan kondenzasyon ürünleri, suda çözünebilir durumda iken çözeltinin nötürleştirilmesi ve soğutulması ile durdurulur. Fakat karışımda bulunan reaksiyon aktivitesini artırıcı maddeler oda sıcaklığında kondenzasyonun ilerlemesine ve dolayısı ile depolama ömrünün kısalmasına neden olurlar. Bu kusuru gidermek üzere de melamin tutkalları toz halinde üretilmektedirler. Bunu serin yerde 1 yıl saklamak mümkündür. Toz halindeki tutkal 1/0.5 oranında suda çözünerek (%66’lık) sıvı tutkal haline getirilebilir. UF tutkalına oranla pahalı olduğundan genelde saf olarak kullanılmaz. Sıcak presleme sırasında, yarıda kalan reaksiyon sıcaklık ve katalizörlerin etkisiyle yeniden başlar ve sonuna kadar devam eder. Sonuçta, suda çözünmeyen ve erimeyen bir madde oluşur. MF tutkalının renginin beyaz oluşu ve suya dayanıklı oluşu, yonga levha, lif levha, kontrplak gibi levha ürünlerinin yüzeyinin kaplanmasında kullanılan çeşitli kağıt türlerinin emprenye edilmesinde ve film tutkallarının üretilmesinde kullanılmaktadır (Akbulut 1991).

Melaminle formaldehitin reaksiyonunda optimum metilasyon pH 8.5-9.0 aralığındadır. Bu aralıkta; metilasyon ve ilave kondenzasyon reaksiyonu 800C civarındaki sıcaklıklarda orta hatta yüksek molekül ağırlıklı reçineler verir. UF reçinesiyle oluşturulabilen çözünmez, granüler metilen bileşikleri MF reçinelerinde görülmez. Bununla birlikte; reaksiyon iyi kontrol edilmezse üstteki sulu kısmın ayrılmasıyla viskoz, hidrofobik MF reçinesi ortaya çıkabilir. Bu, reçinelerde çalışma için oldukça sorun yaratır. 7’den düşük bir pH melamin reçinelerinin üretilmesi için kullanılmamalıdır. Molekül ağırlığı artışı ÜF reçinelerinden daha fazla görülür. Bu UF reçinelerinde viskozite ölçümüyle, MF reçinelerinde kondenzasyon sırasında çözeltilerin çözünürlüğünün zaman zaman belirlenmesiyle yapılır. Bir MF reçine çözeltisi 200C’deki 5 ml örneğin seyreltme işlemi yapılır. Sürekli bir bulanıklılığa

67

erişmek için ilave edilmesi gerekli olan suyun mililitre sayısı verilen bir reçine çözeltisinin kondenzasyon kademesini tahmin etmenin bir yoludur. MF yapıştırıcıları sadece belli alanlardaki odunların birleştirilmesinde UF reçinesi yerine kullanılmaktadır. Bu tip birleştirmeler rutubet ve ısıya karşı dayanıklı olmaları nedeniyle yüksek kaliteli kontrplak üretiminde kullanılırlar (Akbulut 1991).

1.4.3.1. Melamin Formaldehitin Sertleştirilmesi

Melamin tutkalının yüksek derecede suya dayanıklı kalması için üre-formaldehit tutkalı ile karıştırılarak kullanıldığında bu oranın %25-75 arasında kalması gerekmektedir. MF tutkalının, ÜF tutkalından daha kolay ve çabuk sertleşebilmesi triasin iskelet yapısının üç yönde reaksiyon verme yeteneğinin faal gruplarla sonlanmış bulunması ile açıklanabilir. 90-100C sıcaklıkta sertleştirici olmadan sertleşebilir. 100C sıcaklıkta kullanma süresini uzatabilmek amacı ile tamponlanmış sertleştirici karışımı olarak amonyum klorür/amonyak kullanılmaktadır. 40C civarında ise asit sertleştirici kullanılması gerekir. Soğuk tutkallama için çatlama kusuru yüzünden, melamin tutkalını kullanmak iyi sonuç vermemektedir (Akbulut 1991).

Sıvı reçinenin %0,1-1 oranında kullanılması koşulu ile amonyum klorür uygun sıcaklıkta çok iyi sonuç vermektedir. Melamin tutkalları yüksek frekans tekniği ile sertleştirilmeye çok elverişli bulunduğundan bilhassa, konveksiyon yoluyla ısıtılması mümkün olmayan kalın ağaç malzemenin yapıştırılmasında kullanılabilmektedir (Tank 1997).

Melamin ve ürenin kinetik davranışı arasındaki fark iki bileşikteki azot atomunun yarattığı farklı etkilerle bağlanmaktadır. Hidroksimetilasyonun sonucu olarak metilol bileşikleri dikkate alındığında melamin üreden daha fazla reaksiyon verme yatkınlığına sahip olup melamin formaldehitle daha kolay reaksiyon verir. Metilol üredeki aminometilol grubunun azotu üzerindeki amino grubunun azotundan daha az nükleofiliktir. Bununla birlikte, metilol melamindeki amino metilol grubunun azotundan daha az nükleofilik değildir. Bu özellik; üre ile melamin arasındaki temel farlılığı oluşturmaktadır. Trimetilol melamin sulu çözeltide kondsanzasyon yoluyla su ve formaldehit kaybederek polimerleşir. Su kaybı sonucu eter bağı formaldehit kaybı sonucunda metilen bağı oluşur. Melamin formaldehit asidik katalizör kullanılmadan sıcaklıkta sertleşir. Çok az asidik katalizör yapışmayı hızlandırır. Soğuk tutkallamaya

68

elverişlidir. Süspansiyon şeklinde levha yüzeyine 1 kat sürülerek kaplamada kullanılır (Eroğlu 1988).