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用于聚氨酯泡沫塑料的通用聚醚多元醇
1.聚醚二醇
任何含有二個活性氫的化合物,如乙二醇、丙二醇、一縮二乙二醇、二縮乙二醇、水等都可以作為聚氧丙烯二醇的聚合起始劑。用1,2-丙二醇作為起始劑。隨著丙二醇含量的增加,丙二醇的相對分子量減小,相對分子質(zhì)量增加,羥值增加。
它主要用于制備聚氨酯軟泡、彈性體、粘合劑、纖維、合成革等。因?yàn)槎u基聚醚與二異氰酸酯反應(yīng)產(chǎn)生了線型直鏈聚氨酯,因此可以提高泡沫的柔軟度,延長其拉伸性能。聚醚類分子量越大,產(chǎn)品的柔軟度、延伸率也越高。
2.聚醚三醇
聚醚三醇通常是由甘油(丙三醇)、三羥甲基丙烷等為起始劑,它是聚氨酯軟泡、半硬泡和硬泡對聚醚的基本原料,聚氨酯軟泡與硬泡對聚醚的相對分子量或羥值要求不同。軟泡要求聚醚的相對分子量在3000~4000mgKOH/g左右,羥值在56mgKOH/g左右,硬泡的相對分子質(zhì)量在300~400之間,羥值在450~550mgKOH/g之間。
聚氨酯泡沫在各種性能和用途上對聚醚多元醇有不同的要求。軟泡聚醚多元醇通常為長鏈,低官能度聚醚。軟泡配方的聚醚多元醇官能度通常是2~3,其相對分子量在2000~6500之間。通常情況下,通過1,2-環(huán)氧丙烷開環(huán)聚合或與環(huán)氧乙烷共聚反應(yīng)得到聚醚三醇,通常通過甘油(丙三醇)作為起始劑,或與環(huán)氧乙烷共聚反應(yīng)獲得,其相對分子質(zhì)量為3000~7000。它主要是作為輔助性的聚醚三醇與聚醚三醇混合制成的軟泡配方。
在硬泡配方中,通常使用高羥值聚醚多元醇,這樣可以產(chǎn)生足夠的交聯(lián)和剛性。硬泡聚醚多元醇的羥值一般是350-650mgKOH/g,其平均官能度一般在3以上。通常硬泡配方是2種聚醚混合,羥值在400mgKOH/g左右。聚醚多元醇作為起始劑,其官能度較低,其生成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的速率要比高官能度聚醚多元醇慢,使硬泡發(fā)泡物料具有更好的流動性。
3.聚醚四醇
聚氧化丙烯四醇(四羥基聚醚)通常是由乙二胺基聚醚和季戊四醇聚醚多元醇兩種類型組成的。四羥基聚醚通常被稱為“胺醚”,由氧化丙烯開環(huán)聚合生成。該產(chǎn)品具有一定的叔胺堿和多羥基,可以加速異氰酸酯與異氰酸酯的反應(yīng)速度,將其作為多元醇類原料,多用于硬泡現(xiàn)場噴涂配方。
因?yàn)榧疚焖拇紴榻Y(jié)晶型,與氧化丙烯的互溶性差,在聚合初期反應(yīng)誘導(dǎo)期比甘油作為起始劑要長。季戊四醇醚多元醇主要用于普通硬泡配方,因?yàn)榧疚焖拇季勖丫勖驯热u基聚醚基醚的工作度高,因此制備出的硬泡耐熱性和尺寸穩(wěn)定性較好。
4.五羥基聚醚
五羥基聚氧化丙烯醚也有兩種,一種是以二亞乙基三胺(二乙烯三胺)為起始劑,與丙烯聚合形成五羥基含氮聚醚,具有自催化作用;另一種是以含有五個羥基的木糖醇為起始劑,通過催化與氧化丙烯聚合,生成五羥基聚醚。兩種聚醚都可用于聚氨酯硬泡。因?yàn)槲辶u基聚醚具有較大的粘度,實(shí)際生產(chǎn)中通常將五官能度起始劑與低官能度起始劑混合,制成3~5的聚醚多元醇。
叔胺是一種二乙烯三胺基聚醚多元醇類化合物,因此可用于具有硬泡、半硬泡的交聯(lián)劑,并與三羥基或四羥基等低官能度聚醚混合使用,可以制得尺寸穩(wěn)定、壓縮強(qiáng)度較高的硬泡,特別適合現(xiàn)場噴涂發(fā)泡配方。通常通過農(nóng)副產(chǎn)品玉米芯等水解、氫化、結(jié)晶、純化得到木糖醇,資源豐富,價格低廉。
由聚醚五醇制得的硬泡,其耐溫性能和尺寸穩(wěn)定性高于甘油型,而季戊四醇聚醚為基。
5.高官能度聚醚
六羥基聚醚是以山梨醇、甘露醇等六羥基化合物為起始劑,在KOH催化劑的作用下,在100~110℃溫度下進(jìn)行加壓聚合。這種聚醚由于含有六個羥基,具有很高的官能度,因此得到的聚氨酯硬泡具有較大的交聯(lián)度,產(chǎn)品耐油、抗熱氧化和尺寸穩(wěn)定性。國內(nèi)山梨醇、甘露醇資源豐富,特別是在海藻制碘業(yè)中,甘露醇資源十分豐富。由于六羥基聚醚具有較高的官能度,粘度一般大于100Pa·s,因此,與其他發(fā)泡劑(異氰酸酯,發(fā)泡劑,催化劑等)的可溶性較差,給泡沫施工帶來極大的困難。為了減少聚醚的粘度,在工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常使用混合起始劑,例如,采用山梨醇和甘油三酯混合起始劑,可使聚醚的實(shí)際官能度在3~6之間。
以蔗糖為起始劑,在氧化丙烯開環(huán)聚合時,得到官能度為8的蔗糖聚醚,這是一種高粘度淺棕色液體,制得的聚氨酯硬泡具有良好的耐熱、壓縮強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性。合成八羥基蔗糖聚醚時,由于蔗糖為結(jié)晶狀,與氧化丙烯不能互溶,同時純蔗糖聚醚的官能度高,粘度大,且與其他發(fā)泡組分相溶性差,所以在實(shí)際聚合中也采用混合起始劑。如以甘油與蔗糖混合為起始劑,或與其他低功能度的多羥基化合物混合作為啟動劑。





