聚醚多元醇的制造工藝及應(yīng)用
一、聚醚多元醇的生產(chǎn)
在聚氨酯工業(yè)中，主要用于聚氨酯泡沫塑料，主要品種有聚氧化丙烯多元醇和聚四氫呋喃醚多元醇等。
1、主要原料：
使用三類原料，有機(jī)氧化物和呋喃類環(huán)狀化合物等;起始劑;催化劑。
有機(jī)氧化物和呋喃類環(huán)狀化合物等環(huán)氧丙烷、環(huán)氧乙烷、環(huán)氧氯丙烷、四氫呋喃等;
起始劑：含羥基的低分子化合物和含氨基或含羥基、氨基的低分子化合物。常用的有丙二醇、甘油、三羥甲基丙烷、乙二胺季戊四醇、木糖醇、三乙烯二胺、山梨醇、蔗糖、雙酚A、雙酚S、三(2-羥乙基)異氰酸酯、甲苯二胺等;使用芳香族或雜環(huán)系多元醇或多元胺起始劑時(shí)，會(huì)在聚醚多元醇結(jié)構(gòu)中引入上述結(jié)構(gòu)，它能使生成的聚氨酯材料具有較好的尺寸穩(wěn)定性，耐熱、耐燃。這類起始劑常用的有雙酚A、雙酚S、三(2-羥乙基)異氰酸酯、甲苯二胺等。起始劑品種的變化，可以合成不同官能度、不同化學(xué)結(jié)構(gòu)和不同功能的聚醚多元醇，以適應(yīng)聚氨酯制品的多樣性變化和性能要求。
催化劑：陰離子型、陽離子型、金屬絡(luò)合型，聚氨酯工業(yè)中常用的是陰離子型催化劑的堿金屬氫氧化物和陽離子催化劑的路易斯酸。前者用于制備低分子量的普通聚醚多元醇，后者用于制高分子量的聚醚多元醇及四氫呋喃開環(huán)共聚合特種聚醚多元醇。金屬類絡(luò)合催化劑用于合成超高分子量的聚醚多元醇，聚氨酯用聚醚多元醇的合成僅有少量應(yīng)用。最常是氫氧化鉀。
2、合成
原料的預(yù)處理：通常先將起始劑和催化劑進(jìn)行預(yù)混合，生成金屬金屬烴氧化物，經(jīng)真空脫水后加到反應(yīng)釜中。
開環(huán)聚合反應(yīng)：該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，必須及時(shí)移走反應(yīng)熱;為防止氧化反應(yīng)，反應(yīng)前必須通入干燥氮?dú)狻?
后處理工序：主要包括中和、吸附、脫水、過濾、精餾等單元。
二、常用聚醚多元醇的種類
1、聚氧化丙烯二醇
聚氧化丙烯二醇又稱聚丙二醇(polyoxypropylene glycol，簡(jiǎn)稱PPG)，其制備是在內(nèi)襯玻璃或不銹鋼反應(yīng)釜中完成的。將起始劑(1，2-丙二醇或一縮二丙二醇)和催化劑(氫氧化鉀)的混合物加入制備催化劑的釜內(nèi)，加熱升溫至80~100℃，在真空下除去催化劑中的溶劑，以便促使醇化物的生成。然后將催化劑轉(zhuǎn)入反應(yīng)釜中，加熱升溫至90~120℃，在此溫度下將環(huán)氧丙烷加入釜中，使釜內(nèi)壓力保持0.07~0.35MPa。在此溫度和壓力下，環(huán)氧丙烷進(jìn)行連續(xù)聚合，直至到在一定的分子量。蒸出殘存的環(huán)氧丙烷后，將聚醚混合物轉(zhuǎn)入中和釜，用酸性物質(zhì)進(jìn)行中和，然后經(jīng)過濾、精制、加入穩(wěn)定劑得到產(chǎn)品。
2、聚四氫呋喃二醇
聚四氫呋喃二醇(polytetrahydrofuran glycol，簡(jiǎn)稱PTHF)或聚氧四亞甲基二醇(polyoxytetramethylene glycol，簡(jiǎn)稱PIG、PTMEG、PTMG、PTMO)是由四氫呋喃在陽離子催化劑存在下開環(huán)聚合制成的。生產(chǎn)工藝：在反應(yīng)釜中加入四氫呋喃，溫度降到-5℃以下，于強(qiáng)烈攪拌下滴加發(fā)煙硫酸催化劑，保持反應(yīng)物料低溫，攪拌下加入定量的水，升溫至70~90℃，蒸出未反應(yīng)的四氫呋喃單體，經(jīng)靜置分層、中和、過濾、抽真空等工序后，制得聚四氫呋喃二醇。
聚四氫呋喃二醇價(jià)格較高，一般用于制備高性能的聚氨酯材料，其制品具有優(yōu)秀的耐低溫、耐水、耐油、耐磨以及耐霉菌等性能。
3、四氫呋喃-氧化丙烯共聚二醇
四氫呋喃-氧化丙烯共聚二醇(tetrahydrofuranoxide propylene copolymer glycol)是由四氫呋喃與環(huán)氧丙烷在路易氏酸的催化作用下開環(huán)聚合，經(jīng)中和、水洗、脫水以及過濾等工序制得。
該共聚醚成本比純聚四氫呋喃二醇便宜，而其制品性能近似于PTMG，特別適用于制造耐低溫聚氨酯材料(耐寒可達(dá)-200℃)。
4、特種聚醚多元醇
4.1活性聚醚多元醇
使用伯羥基或使用氨基取代普通聚醚端基的仲羥基，由此推出了冷熟化工藝、反應(yīng)注射成型以及自結(jié)皮泡沫體、高回彈等新品種。
4.2阻燃型聚醚多元醇
將阻燃分子通過化學(xué)反應(yīng)進(jìn)入聚合物分子鏈，使阻燃性能持久。通常有三種方法
(1)使用含阻燃元素的化合物作為起始劑，如三氯氧磷、五氧化二銻、四羥甲基氯化磷及許多低分子量的磷酸酯等，與普通低分子多元醇反應(yīng)，再與氧化丙烯、氧化乙烯進(jìn)行開環(huán)聚合。
(2)使用含鹵素的環(huán)氧化合物單體為原料進(jìn)行開環(huán)聚合。
(3)同時(shí)使用含鹵素的環(huán)氧化合物單體和含磷、銻等化合物與起始劑混合物進(jìn)行開環(huán)聚合，生成復(fù)合型聚醚多元醇。
4.3接枝型聚醚多元醇
基本以普通或高活性聚醚多元醇為母體，或以含不飽和鍵聚醚多元醇為母體，與乙烯基單體化合物進(jìn)行一步共聚或二步共聚反應(yīng)而生成。
4.4聚四氫呋喃多元醇
用于制備高性能的聚氨酯纖維、熱塑膠、合成革等制品。
4.5雜環(huán)改性聚醚多元醇
聚合物體系中引入芳環(huán)或雜環(huán)。
三、貯存與毒性
聚醚多元醇用的容器可用鋼、鋁、聚乙烯或聚丙烯制造。貯存溫度不應(yīng)超過70℃，為防止吸濕和氧化，建議容器充氮?dú)?。不受可燃性液體貯存規(guī)則的限制，但應(yīng)避免進(jìn)入地下水或地表水，因其不易被生物降解。
一般中性聚醚多元醇攝入口腔或與皮膚、眼睛、黏膜接觸的毒性可以忽略，故使用中不必有個(gè)人防護(hù)措施。胺基聚醚多元醇因其堿性會(huì)刺激皮膚和眼睛，故操作時(shí)要戴安全鏡和手套等防護(hù)用品。
武漢力太化工有限公司成立于2003年6月，公司成立16年以來，堅(jiān)持深耕于聚氨酯行業(yè)，為各行各業(yè)提供高品質(zhì)高性價(jià)比聚氨酯原材料，深受各界用戶的一致好評(píng)。在各界人士的支持和公司的高速發(fā)展下，于2012年10月成立了廣州楚贏化工有限公司，拓展了華南市場(chǎng)。在力太人的不斷勤奮努力下，現(xiàn)以形成年銷售各類聚氨酯產(chǎn)品近萬噸的規(guī)模。
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