Cari artikel

Kamis, 14 Agustus 2014

Resorcinol and Phenol-Resorcinol Formaldehyde

Resin Resorcinol-formaldehyde (RF) memiliki kelebihan dibandingkan dengan resin PF karena dapat kering pada suhu kamar karena memiliki kecepatan reaksi yang 10x  lebih cepat. Resorcinol adalah 1,3-dihydroxybenzene, yang merupakan bahan yang sangat reaktif karena efek gabungan dari dua gugus hidroxyl pada cincin aromatik dalam pengaktifan  posisi 2 -, 4 -, dan 6- pada saat bereaksi dengan formaldehyde untuk reaksi samping, dan dengan hydroxymethylresorcinol pada reaksi kondensasi. Pengaktifan kedua langkah tersebut menghasilkan proses modifikasi dan polimerisasi yang cepat. Karena phenol resorcinol memiliki tiga sisi yang reaktif, mereka mampu membentuk ikatan crosslinking untuk membentuk suatu perekat thermosetting. Ikatan kimia dari modifikasi dan polimerisasi diilustrasikan pada Gambar 9.19. Resorcinol membentuk copolymer yang baik dengan formaldehyde pada suhu kamar. Dengan demikian, diperlukan suatu rasio formaldehyde resorcinol yang rendah untuk membuat non crosslink novolak polymer. Tetapi penambahan formaldehyde harderner juga dibutuhkan sebelum menerapkan perekat untuk kayu pada suatu pengeringan yang komplet.


GAMBAR 9.19 Ikatan Resorsinol-formaldehyde mirip dengan phenol-formaldehyde pada gambar 9.18, tapi memiliki kecepatan reaksi yang cukup cepat tanpa pemanasan.
Hal yang menarik dari penggunaan resin RF adalah suatu pembentukan low solid primer yang disebut hydroxymethylated resorcinol (HMR). Primer ini  sangat berguna dalam meningkatkan ketahanan terhadap delaminasi dari phenol-resorcinol-formaldehyde perekat untuk kayu, ikatan epoxy untuk Douglas-fir, polyurethane dan epoxy untuk yellow birch dan Douglas-fir, yellow cedar, dengan perekat PRF, dan epoxy pada Sitka spruce. Primer asli ini harus diproduksi sesaat sebelum digunakan dan memiliki waktu penggunaan pendek tetapi beberapa pengembangan dalam process telah memecahkan masalah ini.
Seperti resin phenol-formaldehyde, perekat ini membentuk ikatan sangat tahan lama. Mereka memiliki ketahanan terhadap degradasi dan kegagalan ikatan. Kelemahan utama untuk perekat resorcinol adalah harganya yang tinggi. Pengembangan terhadap perekat Phenol-resorcinol-formaldehyde (PRF) telah banyak dilakukan untuk menurunkan biaya dengan tetap mempertahankan sifatnya yang kering pada suhu kamar. Perekat PRF ini banyak digunakan dalam laminasi kayu dan finger joint.

Tiga jenis phenol-resorcinol-formaldehyde polimer dapat digunakan, tetapi semuanya tergantung pada kemampuan resorcinol untuk bereaksi pada suhu kamar.
  • Suatu phenol-formaldehyde resole direaksikan dengan resorcinol dalam hydroxymethyl sites untuk membentuk suatu resorcinol-terminated adhesive untuk yang kemudian dicampur dengan formaldehyde harderner sesaat sebelum  terbentuk ikatan.
  • Suatu phenol-formaldehyde resole dicampur dengan resorcinol hardener sesaat sebelum terbentuk ikatan.
  • Suatu phenol-formaldehyde resole di reaksikan dengan resorcinol pada  hydroxymethyl sites untuk membentuk suatu resorcinol-terminated adhesive yang kemudian dicampur dengan phenol-formaldehyde resole sesaat sebelum terbentuk ikatan.
Tiga metode tersebut memberikan struktur polimer yang berbeda, dan masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangan tergantung pada kondisi aplikasi. Resin-resin PRF pada umumnya memiliki waktu perakitan yang panjang karena pengeringannya pada suhu kamar. Jika pengeringan berjalan terlalu cepat pada suhu kamar, maka tidak akan ada cukup waktu untuk mencampur komponen, menyebarkannya di kayu, dan menyatukan potongan-potongan kayu bersama-sama sebelum perekat menjadi kering. Proses pengeringan yang lambat akan membutuhkan waktu clamping yang lama sebelum perekat memiliki kekuatan yang cukup untuk melepaskan klem dari potongan-potongan kayu. Dengan demikian, pengeringan pada suhu kamar lebih disukai, untuk menghindari proses pemanasan, tetapi akan mengakibatkan waktu clamping yang lama.
Tipe lain dari PRF adalah honeymoon adhesives, yang dikembangkan untuk finger jointing dan laminating; proses ini mengatasi waktu clamping yang lama terkait dengan pengeringan pada suhu kamar. Pada aplikasi ini, perekat ditempatkan pada satu sisi permukaan kayu dan bahan aktivator atau kopolimer ditempatkan di sisi lain, dengan menyatukan kedua potongan ini, maka akan terjadi proses curing yang cepat. Salah satu cara untuk curing yang cepat maka dapat digunakan amina cure-promoter pada satu sisi kayu dan perekat formaldehyde-based adhesive pada sisi yang lain, dan menunjukkan suatu proses curing yang cepat dapat diperoleh dengan ikatan yang baik bahkan pada  kayu yang basah. Penggunaan hydrolyzed soybean flour dan PRF adhesive sebagai kedua komponen telah terbukti menghasilkan ikatan finger joint yang sangat baik.