聚醚多元醇简称聚醚,是主链含有醚键(—R—O—R—),端基或侧基含有大于2个羟基(—OH)的低聚物,由起始剂(含活性氢基团的化合物)与环氧乙烷(EO)、环氧丙烷(PO)、环氧丁烷(BO)等在催化剂存在下经加聚反应制得。聚醚产量大者为以甘油(丙三醇)作起始剂和环氧化物,通过改变PO和EO的加料方式(混合加或分开加)、加量比、加料次序等条件,生产出各种通用的聚醚多元醇。
聚醚一般常用分子量为800~2000的丙二醇聚醚、分子量为400~4000的三羟甲基丙烷聚醚和端羟基的聚四氢呋喃。作为胶黏剂用的聚醚树脂应去掉聚合时残留下来的碱性催化剂,因为它们能催化异氰酸酯二聚,影响胶黏剂的质量。通常用酸来中和,使聚醚呈微弱酸性(不影响聚氨酯的反应)。制备聚氨酯胶黏剂所用的聚醚要求较为严格,除羟值、酸值外,要求含钾、钠离子量应少于10,含水量小于0.05%,否则有可能产生凝胶。用聚醚树脂配制的聚氨酯胶黏剂具有良好的耐水性,抗冲击性和低温性。
合成反应
原料的预处理--通常先将起始剂和催化剂进行预混合,生成金属烃氧化物,经真空脱水后加到反应釜中。
开环聚合反应--该反应为放热反应,及时移走反应热;为防止氧化反应,反应前通入干燥氮气。
后处理工序--主要包括中和、吸附、脱水、过滤、精馏等单元。
聚氧化丙烯二醇
聚氧化丙烯二醇又称聚丙二醇(polyoxypropylene glycol,简称PPG),其制备是在内衬玻璃或不锈钢反应釜中完成的。将起始剂(1,2-丙二醇或一缩二丙二醇)和催化剂(氢氧化钾)的混合物加入制备催化剂的釜内,加热升温至80~100℃,在真空下除去催化剂中的溶剂,以便促使醇化物的生成。然后将催化剂转入反应釜中,加热升温至90~120℃,在此温度下将环氧丙烷加入釜中,使釜内压力保持0.07~0.35MPa。在此温度和压力下,环氧丙烷进行连续聚合,直至到在一定的分子量。负压下状态下,蒸出残存的环氧丙烷单体后,将聚醚混合物转入中和釜,用酸性物质进行中和,然后经过滤、精制、加入稳定剂得到产品。
回收聚醚多元醇在使用上的注意事项
(1)因有吸湿性,不要与空气直接接触。
(2)避免明火,应避免在空气中长时间加热,特别是聚醚多元醇渗透的保温材料、衣类等往往会自然起火,要加以注意。
(3)粘附于皮肤时,用大量的水来清洗,进入眼睛时用水洗眼15分钟以上。
(4)溢出时,用锯屑、黄砂、布等渗透性物质除去后,用大量的水冲去。
聚醚的主要性能特点:
1、硬质泡沫用的聚醚为透明粘性液体,性质较为稳定,略有气味、无腐蚀性,溶于水,与胺、一氟及绝大多数有机物相溶性好。聚醚为非易燃易爆物品;
2、弹性体、涂料、粘合剂用的聚醚为无色或淡粘性透明液体,性质较为稳定,略有气味,无腐蚀性,与绝大多数有机物相溶性好,为非易燃易爆物品。
聚醚多元醇可用作赋形剂和乳化剂:聚醚毒性很低,常用作药物赋形剂和乳化剂;在口腔、鼻喷雾剂、眼、耳滴剂和洗发剂中都经常使用。
聚醚多元醇可用作润湿剂:聚醚是有效的润湿剂,可用于织物的染色、照相显影和电镀的酸性浴中,在糖厂使用F68,由于水的渗透性增加,可获得更多的糖分。
聚醚多元醇可用作抗静电剂:聚醚是有用的抗静电剂,L44可对合成纤维提供持久的静电防护作用。
聚醚通常用于制造普通聚氨酯泡沫、粘合剂和弹性体。聚醚多元醇在常温下为无色至棕色粘稠液体,通常溶于芳烃、卤代烃、醇和酮,并具有吸湿性。在催化剂的作用下,以多羟基或多胺化合物为起始剂,通过开环均聚或与氧化烯烃共聚反应合成。
聚醚多元醇一般可分为四类,一类是聚氧丙烯多元醇(PPG),它以多元醇或有机胺为起始剂,与环氧丙烷或环氧丙烷与环氧乙烷共聚而成。是我国聚醚多元醇的主要产品系列,也是聚氨酯生产的主要产品系列;二是聚合物接枝聚醚多元醇(POP),如丙烯腈或苯乙烯与多元醇接枝聚合,可显着提高软质聚氨酯泡沫的硬度,提高其承载能力,主要用于制造高承载聚氨酯泡沫;三是四氢呋喃二醇聚合或聚氨酯弹性体,二是聚氧乙烯多元醇(PEG),聚醚二醇以乙二醇或二甘醇为起始剂与环氧乙烷聚合,普遍用于化妆品、医药、化纤、橡胶、造纸、电镀、食品加工等行业。