دانشگاه تهران نشریه جنگل و فرآورده های چوب 5052-2008 76 2 2023 09 14 Studying the physio-chemical and thermal properties of melamine-formaldehyde resin modified with caprolactam and ethylene glycol مطالعة ویژگی‌های فیزیکی-شیمیایی و حرارتی رزین ملامین-فرمالدهید اصلاح شده با کاپرولاکتام و اتیلن-گلیکول 141 151 93932 10.22059/jfwp.2023.358076.1250 FA مرضیه شریفات گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکدة منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران. داود افهامی سیسی گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکدة منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران. 0000-0002-2985-9615 هادی غلامیان گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکدة منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران. علیرضا شاکری دانشکده شیمی، دانشگاه تهران، تهران، ایران. رضا حسین پورپیا گروه تکنولوژی چوب و جنگل، دانشگاه لینه، سوئد. Journal Article 2023 04 20 Melamine-formaldehyde (MF) resin is commonly used in coating and casting mold production because of its favorable physical and thermal characteristics. However, its use is restricted due to formaldehyde release, short shelf life, and high fragility. A variety of substances like lactams and alcohols have been employed to enhance MF resin properties. This study attempts to improve MF resin's characteristics by including ethylene glycol and caprolactam as plasticizers in resin formulation to reduce free formaldehyde content and prolong its shelf life. Two different molar ratios of melamine to formaldehyde (1.6 and 1.5 mol) were used in the synthesis of the MF resin, with the inclusion of plasticizers: caprolactam and ethylene glycol. The physical characteristics such as viscosity, density, and gelling time, chemical attributes (Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and nuclear magnetic resonance (1H-NMR)), and thermal properties (thermogravimetric analysis (TGA)) of MF resins were examined. The results showed that the addition of ethylene glycol and caprolactam increased curing time, density, solids content, and shelf life while reducing free formaldehyde content. While the individual application of either plasticizer had no significant effect on gelation time, their simultaneous use increased it. FTIR and 1H-NMR confirmed the presence of the plasticizers in the MF resin's chemical structure, while TGA demonstrated that the addition of plasticizers leads to an increase in its thermal stability. However, the amount of resin residue after TGA analysis was different according to the type of plasticizer. رزین ملامین-فرمالدهید (MF) به دلیل ویژگی ­های فیزیکی و حرارتی مناسب در تولید پوشش ­ها و قالب­ های ریخته­ گری استفاده می­ شود. کاربرد این رزین به دلیل انتشار فرمالدهید، زمان ماندگاری کوتاه و شکنندگی زیاد محدود می­ باشد. برای بهبود ویژگی­ های رزین MF انواع لاکتام‌ها، الکل ­ها و غیره مورد استفاده قرار گرفته ­اند. در این مطالعه از اتیلن گلیکول و کاپرولاکتام برای کاهش فرمالدهید آزاد رزین و افزایش مدت زمان ماندگاری آن استفاده شد. رزین MF با دو نسبت مولی مختلف ملامین به فرمالدهید (1/6 و 1/5 مول) و افزودن نرم‌کننده ­های کاپرولاکتام و اتیلن گلیکول ساخته شد. ویژگی­ های فیزیکی (ویسکوزیته، چگالی و مدت زمان ژله ­ای شدن)، شیمیایی (طیف­ سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) و رزونانس مغناطیسی هسته (¹H-NMR)) و رفتار حرارتی (TGA) رزین­ های MF ساخته شده مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که استفاده از کاپرولاکتام و اتیلن گلیکول موجب افزایش مدت زمان پخت رزین، چگالی، درصد مواد جامد و مدت زمان ماندگاری و همچنین کاهش درصد فرمالدهید آزاد رزین‌ها می‌شود. کاربرد مستقل هر یک از نرم‌کننده ­های اتیلن گلیکول یا کاپرولاکتام تأثیر معنی‌داری بر زمان ژله ­ای شدن نداشت اما استفاده همزمان آن‌ها موجب افزایش زمان ژله ­ای شدن رزین MF شد. آزمون­ های­ طیف ­سنجی FTIR و ¹H-NMR حضور نرم‌کننده ­ها در ساختار شیمیایی رزین MF را تأیید کردند. همچنین آزمون TGA نشان داد که استفاده از نرم‌کننده­ ها در ساختار رزین موجب افزایش دمای شروع تخریب می ­شود. اما مقدار مادة باقی ماندة رزین پس از آنالیز TGA با توجه به نوع نرم‌کننده متفاوت بود. https://jfwp.ut.ac.ir/article_93932_c05f28cb2e623a261f89824ecd9cdb6e.pdf