聚醚多元醇是一種重要的高分子原料, 主要用于制作各種聚氨酯材料。根據(jù)其官能度、相對分子質(zhì)量及分子結(jié)構(gòu)的不同, 聚醚多元醇大體上又分為軟泡聚醚、硬泡聚醚、CASE聚醚(即涂料、膠粘劑、密封膠及彈性體用聚醚)和POP(聚合物聚醚多元醇)系列。近年來, 隨著生產(chǎn)工藝的不斷改進, 產(chǎn)品的質(zhì)量也在不斷提高, 但聚醚產(chǎn)品的氣味問題還是沒有得到很好的解決, 尤其是應用于家具、汽車、服裝等行業(yè)的軟泡聚醚多元醇, 與人們的日常生活直接相關(guān), 氣味問題顯得尤為突出。

粗聚醚中端烯基聚醚在中和過程中由于聚醚分解生成醛, 其分解反應見下式:

同時, 粗聚醚中還存在未反應的氧化丙烯單體、低聚物、水分等。低揮發(fā)物必須經(jīng)真空脫除, 而且脫氣過程在氮氣流(俗稱氮氣鼓泡)下進行會取得更好的效果。但如果真空能力達不到將低沸點物質(zhì)脫出的條件, 勢必將影響聚醚產(chǎn)品的氣味。所以實驗對現(xiàn)行裝置的最低壓力進行了監(jiān)測, 通過監(jiān)測可知,現(xiàn)行裝置的壓力可以達到0.004 MPa以下, 因此生產(chǎn)中規(guī)定:真空過程中系統(tǒng)壓力低于0.004 MPa后,繼續(xù)抽真空1 h, 然后在氮氣流下真空脫氣5 h以上, 同時將氮氣流量穩(wěn)定控制在20 ～ 30 m3 /h, 以確保將聚醚產(chǎn)品中的低沸點物質(zhì)完全除去。

通過對留樣的對比發(fā)現(xiàn), 生產(chǎn)線上產(chǎn)品的氣味明顯低于貯罐中產(chǎn)品的氣味, 為尋找原因, 實驗首先對聚醚進行不同貯存溫度下的氣味進行對比。比較聚醚在110 ～ 10℃下的貯存情況下發(fā)現(xiàn), 隨著貯存溫度的降低, 聚醚氣味也隨之降低, 但貯存物料降溫至50℃以下, 聚醚氣味隨著時間的延長無明顯變化, 所以規(guī)定物料循環(huán)過濾合格后降溫至50℃以下再移液到貯罐中保存。

通過現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn), 在循環(huán)過濾前對過濾機進行吹掃時, 會攜帶大量刺鼻的氣體, 其氣味與聚醚產(chǎn)生的氣味極為相似。分析氣味產(chǎn)生的原因, 主要是由于設(shè)備加熱過程中局部過熱導致聚醚氧化分解。因此為保證在物料循環(huán)過濾時不接觸過熱釜壁, 生產(chǎn)中規(guī)定中和釜、過濾機等設(shè)備在使用前和使用后必須關(guān)閉蒸汽手動閥。

在軟泡聚醚多元醇生產(chǎn)中常常加入抗氧劑來防止聚醚的氧化。一般加入的抗氧劑為BHT(2, 6-二叔丁基對甲基苯酚)和一種TSSH-1復合類抗氧劑。通過對未加抗氧劑的空白聚醚和加入抗氧劑的聚醚樣品對比, 發(fā)現(xiàn)空白樣的氣味較低, 加入抗氧劑后,樣品氣味明顯增大。通過了解最新的抗氧劑技術(shù),并對抗氧劑進行了對比, 發(fā)現(xiàn)現(xiàn)階段使用的抗氧劑體系本身帶有較強的氣味, 且對制品的抗燒芯性、光穩(wěn)定性、抗氣熏性、抗織物污染等性能的改善也達不到高檔聚氨酯制品(如枕頭、墊肩、汽車坐墊等)的環(huán)保要求。為保證聚醚產(chǎn)品達到理想的低氣味、高品質(zhì)狀態(tài), 必須更換抗氧劑體系。

通過對生產(chǎn)線上不同溫度下的聚醚產(chǎn)品進行氣味對比發(fā)現(xiàn), 其中兩批聚合溫度超過120℃的聚醚較同期生產(chǎn)的聚醚氣味明顯增大。當聚合溫度分別降低5℃和10℃時, 產(chǎn)品氣味有所降低, 但超過10℃以上則聚合反應速度變慢, 影響生產(chǎn)效率。所以最后確定較適宜的聚合溫度為115℃。

原中和過程是先加水, 再移液后加入85%的濃酸。該工藝過程中因局部濃酸與粗聚醚接觸, 造成副產(chǎn)物的增多, 這在一定程度上也影響了聚醚的氣味。為改善酸堿中和反應的均勻性, 降低副產(chǎn)物的產(chǎn)生, 現(xiàn)改為先在干燥釜中將水和酸混合, 將酸稀釋后再用于中和, 并且將中和溫度由90℃降為80℃。在較低的溫度及較低的酸濃度條件下, 可避免或減少酸與聚醚生成的副產(chǎn)物。

進口環(huán)氧丙烷(PO)的醛值和水分比國產(chǎn)PO降低了約80%和70%, 產(chǎn)品質(zhì)量較好, 而國產(chǎn)PO的質(zhì)量較差。實驗用國產(chǎn)PO和進口PO各生產(chǎn)3批軟泡聚醚多元醇, 通過取樣對比, 使用進口PO所生產(chǎn)的聚醚較國產(chǎn)PO所生產(chǎn)的聚醚, 在氣味方面有較大的改善。并且不同批次生產(chǎn)的聚醚, 在氣味方面也存在差異。因此聚合單體PO的質(zhì)量對聚醚氣味的產(chǎn)生也具有一定的影響。

設(shè)備在運行過程中由于震動和磨損等原因, 隨時可能出現(xiàn)“漏點”, 造成反應釜的氣密穩(wěn)定性差,導致產(chǎn)品氣味產(chǎn)生波動。為能及時發(fā)現(xiàn)與處理設(shè)備的“漏點” , 生產(chǎn)中應規(guī)定每一批產(chǎn)品在干燥前都要對設(shè)備的接口、排氣閥、液位計、攪拌等進行全面檢查, 及時處理“漏點”。同時, 為確保設(shè)備的穩(wěn)定性,利用生產(chǎn)間歇, 對反應釜、干燥釜、真空系統(tǒng)等進行氣密性檢