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.