Secondelijm

Thiago04

Hallo,

In ons profielwerkstuk willen wij graag een vergelijking maken tussen verschillende soorten secondelijm, aan de hand van de onderzoeksvraag:

Wat zijn de verschillen in aanhechtingsvermogen en krachthechting tussen een zelfgemaakte secondelijm, bestaande uit ethyl-2-cyanoacrylaat, en twee in samenstelling verschillende fabriekssecondelijmen?

Een gedetailleerd productieproces van zo'n secondelijm bleek echter lastig te vinden. Hieronder staat een lijstje met onzekerheiden en onduidelijkheden. Hopelijk kunnen jullie ons hier verder mee helpen:

Het maken van secondelijm

De eerste stap zal het maken van een polymeer zijn. Dit kan door de condensatiereactie tussen ethylcyanoacrylaat en formaldehyde. Volgens (Rooney, 1980)
vindt deze reactie plaats tussen 113 gram ethylcyanoacrylaat en 30 gram (para)formaldehyde. Dit zou zijn in een molverhouding van C6H7NO2 : CH2O = 0,9 M: 1 M.
Klopt deze molverhouding?
Een negatief gelaten base reageert - volgens het Knoevenagel-reactieprincipe - met het ethylcyanoacrylaat-molecuul, waarbij een waterstofatoom wordt afgestaan en een (basisch) enolaat ontstaat.
Welke base zou hiervoor gebruikt kunnen worden?

Methyl-2-cyanoacrylaat is enorm reactief in aanwezigheid van een base, dit moet verholpen worden. Er zijn hier volgens het internet 2 methoden voor, met de scheidingsmethode: destilleren.

De ketel, waarin de voorgaande reactie heeft plaatsgevonden, wordt volgepompt met een niet reactieve stof, zoals stikstof. Daarna wordt deze ketel verwarmd tot ongeveer 150°C. Dat zorgt ervoor dat polymeren uit elkaar gaan en monomeren vormen. Omdat de monomeren lichter zijn dan de polymeren gaan ze omhoog en worden via een pijp naar een 2e ketel gebracht. Het lijkt op destilleren. Terwijl de monomeren van de eerste naar de tweede ketel gaan worden ze afgekoeld en vormt er een vloeistof. Dit proces wordt meerdere malen herhaald. De tweede ketel bevat nu de lijm. Om te voorkomen dat de lijm al hard wordt, worden er een paar chemicaliën toegevoegd zoals vrije radicalen en “base scavengers” (Willert,sd.) (Berlow,sd.).
Op welke temperatuur zou deze afkoeling plaats kunnen vinden, wat zijn de vrije radicalen en de ''base scavangers'' én is dit een correctie methode?
Het mengsel wordt gekraakt, waardoor er een mengsel ontstaat van het beoogde monomeer en stukjes opgebroken polymeer. Hierbij wordt vervolgens het polymeer gedestilleerd. De rest van het mengsel wat achterblijft in het residu zal wordt hergebruikt en opnieuw worden gekraakt, waarna al het zuivere monomeer wordt teruggewonnen (Baig, 2009) (Rooney, 1980).
Op welke temperatuur zou het destilleren plaats vinden én is dit een correcte methode?

Hartelijk dank,

Thiago

Bijgevoegd: Ons onderzoek (voorlopig)
Onderzoek Secondelijm

lisamelman

Ha @thiago04,

Wat zijn jullie goed bezig, bedankt voor je uitgebreide vraag! Ik zal stapsgewijs jullie vragen beantwoorden:

Vraag 1: In principe moet de molverhouding goed zijn als je de juiste rekenstappen en regels hebt gebruikt. Het makkelijkste is om dit even na te gaan bij jullie docent, maar als je de uitgewerkte berekening naar mij stuurt wil ik hem ook wel even nalopen.

Vraag 2: Zo te zien gebruiken ze in jullie referentie artikel de zwakke base piperidine. Überhaupt is het in het algemeen wel goed om als je zo iets wil nadoen, precies dezelfde stoffen te gebruiken.

Vraag 3: Op de vraag of dit de correctie methode is kan ik zo snel even geen antwoord geven. als je dit écht 100% zeker wil weten zou je het beste kunnen informeren bij een lijmbedrijf. Er zijn vast en zeker meerdere methoden om dit te maken, dus vandaar. Wat betreft de vrije radicalen en "base scavangers", is dat erg procesafhankelijk. Deze stoffen zijn bedoelt om ongewenste bijproducten eruit te "filteren". Als je dus geen volledig recept hebt, moet je dit handmatig in kaart gaan brengen, maar dat is zeker iets wat voor een beginnende scheikundige al een klus is. Qua temperatuur is het hetzelfde verhaal; alle factoren hangen af van welke stoffen er gebruikt worden.

Vraag 4: Dit ligt volledig van het "soort" kraken af, je hebt namelijk verschillende methoden.

Hopelijk kunnen jullie weer verder.

Groetjes,

Lisa