合成水溶性阳离子型树脂的理论基础

阳极电泳涂料使用的是水性阴离子型树脂,即多羧酸型聚 合物,而阴极电泳涂料则是使用水性阳离子型树脂,即多胺型 聚合物。由此可见,胺类化合物及其特性是构成水性阳离子型 树脂的基础。

胺是氨分子(NH3)中的H原子被不同的取代基团转换后的一系列衍生物。我们知道,在NH3分子中N原子核周围 共有7个电子,其分布为Is2、2s2、2p3,在NH3分子中N原 子在成键过程中进行了 sp'1不等性杂化,其中一个sp3轨道为一 对未成键的孤对电子所占据,为了使体系能量最低,电子云较 密集于N原子周围,则NH3中的键角为107°,形成三角锥型 的分子结构,如图3-1所示。

图3-1 NHS的立体结构

胺可根据取代基的数冃分为伯胺、仲胺、叔胺。

rnh2 r2nh nr3

伯胺 仲胺 叔胺

胺在水溶液中发生离解反应,遇酸被中和成盐:

RNH2 + HOH ^RNH3' +OH-

RNH2 + HC1 ~-RNH3+ +C1 一 胺类碱性的强弱取决于N原子上未成对电子与质子接合 的难易;如果N原子上电子云密度大,则吸引质子的能力强, 表现出的碱性就会相对强一些,反之则弱一些。

胺类的碱性强弱与其结构有关,以脂肪胺为例,其次 序是:

r,nh>rnh2>r3n>nh3

仲胺碱性最强,伯胺次之,叔胺最弱,但都比氨的碱性 强。这实际上也反映出其反应性的强弱,为我们选用胺类及确 定其工艺提供了基础。由上可知,适于阴极电泳的水性树脂是一种在其主链上带 有一定数量可供阳离子化的含氨基团,即带有伯胺、仲胺、叔 胺等氨基基团,并可在水溶液中成盐,在直流电场中进行阴极 电沉积。

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