Який процес виготовлення та застосуванняполіефірні поліоли?
Виробництво поліефірних поліолів:
У поліуретановій промисловості поліефірні поліоли в основному використовуються для пінополіуретанових пластиків, включаючи поліоксипропіленові поліоли та політетраметиленефіргліколі.
1. Основна сировина:
- Органічні оксиди та циклічні сполуки, такі як фурани;
- Ініціатори;
- Каталізатори.
Приклади органічних оксидів і циклічних сполук включають епіхлоргідрин, епіхлорпропан, епоксидний пропан, тетрагідрофуран тощо.
Ініціатори — це низькомолекулярні сполуки, що містять гідроксильну, аміногрупу або водночас гідроксильну та аміногрупу, наприклад пропіленгліколь, гліцерин, триметилолпропан, етилендіамін, пентаеритрит, ксиліт, сахароза, бісфенол А, бісфенол S, трис(2-гідроксіетил) ізоціанурат і метилендіанілін.
Каталізатори поділяються на аніонні, катіонні та металокомплексні. Каталізатори, які зазвичай використовуються в поліуретановій промисловості, включають гідроксиди лужних металів як аніонні каталізатори та кислоти Льюїса як катіонні каталізатори. Зазвичай використовується гідроксид калію.
2. Синтез:
- Попередня обробка сировини: ініціатори та каталізатори зазвичай попередньо змішують для утворення алкоксиду, який потім додають до реакційної ємності після вакуумної дегідратації.
- Реакція полімеризації з розкриттям кільця: ця реакція є екзотермічною та вимагає своєчасного відведення тепла реакції для запобігання реакцій окислення. Для запобігання окисленню перед реакцією вводиться сухий газоподібний азот.
- Процес доочищення: в основному включає нейтралізацію, адсорбцію, дегідратацію, фільтрацію, дистиляцію тощо.
Типи поширених поліефірних поліолів:
1. Поліоксипропіленгліколь:
- Також відомий як поліпропіленгліколь (PPG).
- Готується в реакційних посудинах зі склом або нержавіючої сталі.
- Вихідні матеріали (1,2-пропіленгліколь або 1,2-діол) і суміш каталізатора (гідроксиду калію) додають у посудину для приготування каталізатора, нагрівають до 80-100 градуса, і розчинник в каталізаторі видаляють під вакуумом для сприяння алкоголізу. Потім каталізатор переносять в реакційну посудину, нагрівають до 90-120 градуса і додають пропіленоксид для підтримки тиску 0.07-0.35 МПа. Безперервна полімеризація пропіленоксиду відбувається при цій температурі і тиску до досягнення певної молекулярної маси. Після випаровування залишків пропіленоксиду поліефірну суміш переносять у нейтралізаційну ємність, нейтралізують кислими речовинами, а потім фільтрують, очищають і стабілізують для отримання продукту.
2. Політетраметилен ефір гліколь (PTMEG):
- Полімеризується з тетрагідрофурану в присутності катіонного каталізатора.
- Процес виробництва: до реакційної ємності додають тетрагідрофуран, охолоджують до рівня нижче -5 градуса, і по краплях додають сульфокислотний каталізатор при інтенсивному перемішуванні. Після додавання відміряної кількості води температуру підвищують до 70-90 градуса, тетрагідрофуран, що не прореагував, відганяють і після відстоювання, нейтралізації, фільтрації та вакуумного відкачування отримують політетраметиленефіргліколь.
3. Тетрагідрофуран-оксид пропілен-сополімер гліколь:
- Кополімеризується з тетрагідрофурану та пропіленоксиду під каталізом кислот Льюїса.
- Виробляється шляхом нейтралізації, промивання водою, зневоднення та фільтрації.
4. Спеціальні поліефірні поліоли:
- Включає реакційноздатні поліефірні поліоли, вогнестійкі поліефірні поліоли, щеплені поліефірні поліоли, політетраметиленгліколі та гетероциклічні модифіковані поліефірні поліоли.
Зберігання та токсичність:
Контейнери для поліефірних поліолів можуть бути виготовлені зі сталі, алюмінію, поліетилену або поліпропілену. Температура зберігання не повинна перевищувати 70 градусів, а контейнери рекомендується заповнювати газоподібним азотом, щоб запобігти поглинанню вологи та окисленню. На поліефірні поліоли не поширюються правила зберігання легкозаймистих рідин, але їх слід тримати подалі від ґрунтових або поверхневих вод, оскільки вони не легко розкладаються біологічно.
Загальні нейтральні поліефірні поліоли мають незначну токсичність при попаданні всередину або при контакті зі шкірою, очима чи слизовими оболонками, тому під час використання не потрібні засоби індивідуального захисту. Однак поліефірні поліоли на основі амінів можуть подразнювати шкіру та очі через свою лужність, тому під час роботи слід носити захисні окуляри та рукавички.