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通用聚醚多元醇的性能及用途
用于聚氨酯泡沫塑料的通用聚醚多元醇,其性能、用途各不相同,分述如下:
1.聚醚二醇
凡含二个活泼氢的化合物,如乙二醇、丙二醇、一缩二乙二醇、二缩乙二醇、水等均可 作为聚氧化丙烯二醇的聚合起始剂。多以1,2-丙二醇为起始剂。随丙二醇对氧化丙烯摩尔比的增大,所合成的聚醚相对分子质量降低,羟值增大。
聚醚二醇主要应用于制备聚氨酯软泡、弹性体、胶粘剂、纤维、合成革等。由于二羟基聚醚与二异氰酸酯反应生成线型直链聚氨酯,所以起到增加泡沫柔软程度、延长拉伸性能的作 用。聚微的相对分子质量越大,制品的柔软度、伸长率也越高。
2.聚醚三醇
聚醚三醇一般以日油(丙三醇)、三羟甲基丙烷等为起始荆而生产,是聚氨酯软泡、半硬泡 和硬泡的基^原料,聚氨酯软泡W硬泡对聚醪的相对分子质量或羟值要求不同。软泡要求聚醚的相对分子质量为3000左右,即羟值约56mgKOH/g ;硬泡要求聚醚相对分子质量在 300- 400 范围内,羟值约450 ~ 550 mgKOH/g。
不同性能与用途的聚氨酯泡沫塑料对聚醚多元醇有不同的要求。用于软泡的聚醚多元醇一 般是长链、低官能度聚微。软泡配方中聚微多元醇官能度一般为2〜3 ,平均相对分子质量在 2000- 6500之间。在软泡中用得最多的是聚醚三醇,一般以甘油(丙三醇)为起始剂,由 1,2-环氧丙烷开环聚合或与环氧乙烷共聚而得到,相对分子质量一般在3000 ~ 7000。聚醚二醇主要作为辅助聚醚,与聚醚三醇在软泡配方中混合使用。
用于硬泡配方的一般是高官能度、高羟值聚醚多元醇,如此才能产生足够的交联度和刚 硬性。硬泡聚醚多元醇的羟值一般为350 ~ 650 mgKOH/g ,平均官能度通常在3以上。一般 的硬泡配方多以2种聚醚混合使用,平均羟值在400 mgKOH/g左右。以日油为起始荆的聚醚多元醇,相对来说官能度较低,形成交联网络的速度比高官能度聚醚多元醇慢,使得硬泡发 泡物料具有较好的流动性。
3.聚醚四醇
由于所采用起始剂种类的不同,聚氧化丙烯四醇(四羟基聚醚)通常有乙二胺基聚醚多元醇 和季戊四醇基聚醚多元醇两类。以乙二胺为起始剂,氧化丙烯开环聚合所制得的四羟基聚醚俗称"胺醪"。这种含氮聚醚多元醇具有一定的叔胺碱性和多羟基性,因此能加快与异氰酸酯的反应速度,多应用于硬泡现场喷涂配方中,作为具有催化作用的多元醇原料。
由于季戊四醇是结晶体,与氧化丙烯互溶性差,所以聚合初期的反应透导期较甘油作起 始剂的长。季戊四醇基聚醚多元醇主要应用于一般硬泡配方中,由于季戊四醇聚醚比三羟基聚醚官能度大,所以相应制得的硬泡耐热性与尺寸稳定性较好。
4.五羟基聚醚
五羟基聚氧化丙烯醚也有二种,一种是以二亚乙基三胺(二乙烯三胺)为起始剂,与氧化 丙烯聚合生成五羟基含氮聚醚,具有自催化作用;另一种是以含五个羟基的木糖醇为起始剂, 经催化与氧化丙烯聚合,生成五羟基聚醚。这二种聚醚均适用于硬质聚氨酯泡沫塑料。由于 五羟基聚醚的粘度大,实际生产中,一般把五官能度起始剂与低官能度起始剂混合,制备官 能度在3~ 5之间的聚醚多元醇。
二乙烯三胺基聚醚多元醇结构中具有叔胺,所以可用于硬泡、半硬泡的具催化作用的交 联剂,与三羟基或四羟基等低官能度聚醚混合使用,可制得尺寸稳定、压缩强度较高的硬泡, 且特别适宜于现场喷涂发泡配方。木糖醇一般是通过农副产品玉米芯等经水解、加氢,结晶 提纯后所得,资源丰富,价廉。
聚醚五醇制得的硬泡具有比日油、季戊四醇聚醚为基硬泡更高的耐温性和尺寸稳定性。
5.高官能度聚醚
以山梨醇、日露醇等六羟基化合物为起始剂与氧化丙烯及在KOH催化剂作用下,100- 110°C加压聚合,可得六羟基聚醚。这类聚醚因含有六个羟基,官能度高,所以制得的聚氨 酯硬泡交联度大,制品的耐油性、耐热氧化性及尺寸稳定性均较好。我国有丰富的山梨醇、 日露醇资源,尤其日露醇是海藻制碘工业中的一种联产品。六羟基聚醴由于官能度高,粘度 一般超过100Pa・s ,因此与其它发泡组分(异氰酸酯、发泡剂、催化剂等)互溶性差,给 发泡施工造成很大困难。为降低聚醚粘度,在工业制备上通常采用混合起始荆,如采用山梨 醇-日油混合起始剂,制得的聚醚实际官能度在3与6之间。
若完全由蔗糖为起始剂,进行氧化丙烯开环聚合,则得到官能度为8的蔗糖聚醚,它是 一种高粘度浅棕色液体,制得的聚氨酯硬泡耐热性好、抗压强度大、尺寸稳定。在制备八羟 基蔗糖聚座过程中,由于蔗澹是结晶体,与氧化丙烯不互溶,同时纯的蔗糖聚醚官能度高、 粘度大,与其它发泡组分相溶性差,因此在实际聚合中也一般采用混合起始剂。例如采用甘 油与蔗糖混合作起始剂,或采用其它低官能度多羟基化合物与蔗糖混合作起始剂。