The influence of different doses of γ-radiation on the hydrolytic stability of modified urea-formaldehyde (UF) resins

Abstract

Zbog emisije formaldehida (СН2О) iz drvenih proizvoda, gde se urea- formaldehidne (UF) smole, izmedu ostalog, koriste za impregnaciju drvenih panela koje se koriste u unutrasnjosti stambenih i drugih objekata pozeljno је da procenat slobodnog formaldehida (СН2О) u samoj smoli bude sto manji, jer је poznato da formaldehid ima stetno dejstvo na coveka, odnosno сео zivi svet. Pare formaldehida jako nadrazuju disajne puteve. Koncentracije od 10-20 ppm otezavaju disanje, а koncentracije od 650 ppm mogu uzrokovati i smrt za samo nekoliko minuta. Cesto udisanje para niskih koncentracija mogu uzrokovati hronicna oboljenja disajnih puteva. Simptomi i granice su individualni ijavljaju se u sirokim granicama izlozenosti. Pojedine osobe mogu da osete simptome, kao sto su iritacija ociju, grla, umor, glavobolja i mucnina, usled izlozenosti i niskoj koncentaciji formaldehida (0.1 do 1 ppm). Osim slobodnog formaldehida, u samoj smoli, koji se spontano emituje, zbog niske otpomosti na vlagu, moze doci do hidrolize UF smole sto podrazumeva raskidanje samih veza u smoli (metilenetarskih) i dodatne emisUe formaldehida u okolinu [1,2]. U ovom radu је ispitivana hidroliticka stabilnost modifikovanih UF smola sa "hvatacima" formaldehida, Ti02 sa razlicitim sadrzajem (3,75 g i 7,25 g) u UF smoli i kombinacijom Ti02 i drvnog brasna (TIO/DB) u ekvimolamim kolicinama. Tri modifikovane UF smole s odnosom formaldehida i uree (F/U) 0.8 s modifikovanim punilima su sintetizovani istim postupkom [3]. Нidroliticka stabilnost ispitivanih modifikovanih UF smola је odredivana merenjem koncentracije oslobodenog formaldehida [4] iz modifikovane UF smole nakon kisele hidrolize. Zracenje sintetisanih modifikovanih smola је vrseno u vazdusnoj atmosferi u Со-60 radijacionoj jedinici na Institutu za nukleame nauke, Vinca, Srbija. Uzorci smola su zraceni y--zracenjem na sobnoj temperaturi i ukupnom apsorbovanom dozom od 50 kGy i 100 kGy [5]. Pre zracenja najmanji procenat slobodnog formaldehida (0.06%) imaju uzorci koji su modifikovani Ti02. Usled γ-zracenja dolazi do degradacije makromolekula sto uzrokuje povecanje slobodnog formaldehida u zracenim uzorcima u odnosu na nezracene. Povecanje doze zracenja sa 50 kGy na 1ОО kGy dovodi do smanjenja kolicine slobodnog formaldehida u umrezenoj UF smoli. Najmanji procenat slobodnog formaldehida nakon zracenja sa ukupnom apsorbovanom dozom od 1ОО kGy nalazi se u UF smoli koja sadrzi 1ОО% Ti02 u količini od 0.12%. S druge strane i drvno brasno koje sadrzi celulozu i hemicelulozu ima veliki broj hidroksilnih grupa, takode reaguje sa slobodnim formaldehidom iz UF smole. γ-zracenjem је smanjen procenat oslobodenog formadehida u svim ispitivanim modifikovanim UF smolama, posebno kod uzoraka smole sa Ti02 u kolicini od 1ОО% u izosu od 0.25%. То se objasnjava činjenicom da kisela hidroliza nakon zracenja dovodi do dodatnog umrežavanja u svim uzorcima, sto rezultuje "hvatanjem" formaldehida u toku samog procesa hidrolize. Uzorci ispitivane kompozitne smole sa TIO/DB роkаzuju losiju hidroliticku stabilnot zbog povecane interakcije izmedu hidroksilnih i karbonilnih grupa u drvnom brašnu i hidroksilnih grupa sa povrsine Ti02, zbog cega dolazi do smanjene interakcije hibridnog punila sa polimernom matricom odnosno smanjuje se procenat slobodnih grupa koje bi inace reagovale sa formaldehidom i smanjile njegovu emisu iz smole.