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陶氏聚醚多元(yuan)醇作為一類重(zhong)要的(de)化(hua)工(gong)(gong)原料(liao),在聚氨酯工(gong)(gong)業(ye)中扮演著至關重(zhong)要的(de)角(jiao)色。其(qi)多樣的(de)型號、復雜的(de)生產工(gong)(gong)藝以及廣泛的(de)應(ying)用領(ling)域(yu),使其(qi)成為現代(dai)工(gong)(gong)業(ye)中不可或(huo)缺的(de)一部分(fen)。本文將(jiang)詳(xiang)細探(tan)討陶氏聚醚多元(yuan)醇的(de)型號分(fen)類、生產工(gong)(gong)藝流(liu)程以及其(qi)在各個領(ling)域(yu)的(de)具體應(ying)用。
聚醚多元醇(簡稱聚醚)也叫聚丙二醇,聚氨酯,是一種有機聚合物,是由起始劑(含活性氫基團的化合物)與環氧乙烷(EO)、環氧丙烷(PO)、環氧丁烷(BO)等在催化劑存在下經加聚反應制得。聚醚產量最大者為以甘油(丙三醇)作起始劑和環氧化物(一般是PO與EO并用),通過改變PO和EO的加料方式(混合加或分開加)、加量比、加料次序等條件,生產出各種通用的聚醚多元醇。
陶氏(shi)聚(ju)醚(mi)2000LM,泰國聚(ju)醚(mi)多元醇3003LM的應(ying)用領(ling)域
陶氏聚醚多元醇的型號分類
陶氏聚醚多(duo)元醇(chun)系列產品種類繁多(duo),根據(ju)不(bu)同的(de)(de)分子量和(he)特性(xing),可(ke)以(yi)分為(wei)多(duo)個(ge)型(xing)(xing)號(hao),以(yi)滿足(zu)不(bu)同工業需求。其中(zhong),較為(wei)常見(jian)的(de)(de)型(xing)(xing)號(hao)包括VORANOL 1000LM、VORANOL 2000LM、VORANOL 3003LM、VORANOL 4000LM等。這些型(xing)(xing)號(hao)在(zai)分子結構、官能度、羥(qian)值、動態粘度等方面存(cun)在(zai)差異,從(cong)而賦予它們不(bu)同的(de)(de)物理性(xing)質(zhi)和(he)化學性(xing)能。
VORANOL 1000LM:具有較低的分子量(約1000),官能(neng)度(du)2,羥基數112,動態(tai)粘(zhan)度(du)(如25℃下為155mPa·s),適合用于生產(chan)需要良好動態(tai)和(he)機械(xie)性能(neng)的涂料、粘(zhan)合劑和(he)密封(feng)劑。
VORANOL 2000LM:具有(you)較低(di)的(de)分子量(約2000)和適中的(de)羥值(如(ru)56mg KOH/g),官能(neng)度2,羥基數56,其動態粘度適中(如(ru)25℃下為370mPa·s),適合用于生產需要良(liang)好動態和機械性能(neng)的(de)涂料、粘合劑和密封劑。
VORANOL 3003LM:屬于高(gao)分子(zi)量聚醚多元(yuan)醇,分子(zi)量(約3000),官能度2,羥基(ji)數(shu)56,其動態粘度(如25℃下為604mPa·s),具有(you)優異的粘度和流變性能,常用于制造(zao)高(gao)彈性粘合劑,如汽車內飾件、鞋底材料等。
VORANOL 4000LM:具有更高的(de)分子(zi)量(約4000),官能度2,羥基數28,其動態粘度(如(ru)25℃下(xia)為971mPa·s),進一步提(ti)升了產(chan)品的(de)物理強(qiang)度和彈性,廣泛(fan)應用于高性能聚氨(an)酯材料的(de)生產(chan)中(zhong),如(ru)高回彈泡沫(mo)、隔音材料等。
聚醚多元醇生產工藝流程
陶氏聚醚多元醇的生產工(gong)藝復雜且精細,主要包括原料預(yu)處理(li)、開環聚合反(fan)應、后處理(li)工(gong)序(xu)等(deng)多個步驟。
1. 原(yuan)料預處理:首先,將起始劑(如(ru)丙二(er)醇、甘油等)和催化劑(如(ru)氫氧(yang)化鉀)進行(xing)預混(hun)合,生成金屬烴氧(yang)化物。這一(yi)過(guo)程通常(chang)在真(zhen)空條件下進行(xing),以去除(chu)雜質(zhi)和水分(fen),確保反應環境(jing)的純(chun)凈。
2. 開環(huan)(huan)聚合(he)反應(ying):將(jiang)預處理(li)后(hou)的催化劑和(he)起(qi)始劑混合(he)物加入(ru)(ru)反應(ying)釜中(zhong),加熱至(zhi)一定(ding)溫度(如90~120℃),并(bing)在此溫度下加入(ru)(ru)環(huan)(huan)氧丙烷或(huo)四氫呋喃等單體進行開環(huan)(huan)聚合(he)反應(ying)。該(gai)反應(ying)為放熱反應(ying),需(xu)及時移走(zou)反應(ying)熱以防止過熱。同(tong)時,反應(ying)過程中(zhong)需(xu)通入(ru)(ru)干燥(zao)氮氣,以防止氧化反應(ying)的發生。
3. 后(hou)處理(li)工序:聚合反應完(wan)成后(hou),需進行中和(he)、吸附、脫水、過濾、精(jing)餾(liu)等后(hou)處理(li)工序,以去除未反應的(de)單(dan)體、催化(hua)劑殘留及雜質(zhi),確保產品的(de)純度和(he)質(zhi)量。最終,經過精(jing)制(zhi)和(he)穩(wen)定化(hua)處理(li),得到符合規格的(de)聚醚多(duo)元醇產品。
聚(ju)(ju)(ju)(ju)醚多(duo)元醇(chun)(chun)醚鍵的內聚(ju)(ju)(ju)(ju)能(neng)(neng)較低,并易(yi)(yi)于旋轉,由其制(zhi)(zhi)備的聚(ju)(ju)(ju)(ju)氨(an)(an)酯(zhi)材料的低溫(wen)柔順性(xing)能(neng)(neng)好,耐(nai)水(shui)解性(xing)能(neng)(neng)優良,雖然機械性(xing)能(neng)(neng)不如聚(ju)(ju)(ju)(ju)酯(zhi)型(xing)聚(ju)(ju)(ju)(ju)氨(an)(an)酯(zhi),但原料體(ti)系黏度低,易(yi)(yi)與異氰酸(suan)酯(zhi)、助劑等組分互溶,加工(gong)性(xing)能(neng)(neng)優良。聚(ju)(ju)(ju)(ju)醚多(duo)元醇(chun)(chun)多(duo)用(yong)于制(zhi)(zhi)造軟質、半硬質和硬質聚(ju)(ju)(ju)(ju)氨(an)(an)酯(zhi)泡沫塑(su)料,其泡沫塑(su)料制(zhi)(zhi)品性(xing)能(neng)(neng)優良,是(shi)聚(ju)(ju)(ju)(ju)氨(an)(an)酯(zhi)泡沫塑(su)料業用(yong)量最大的多(duo)元醇(chun)(chun)原料。此外,部分聚(ju)(ju)(ju)(ju)醚還(huan)可用(yong)于合成(cheng)聚(ju)(ju)(ju)(ju)氨(an)(an)酯(zhi)彈性(xing)體(ti)、聚(ju)(ju)(ju)(ju)氨(an)(an)酯(zhi)涂料、聚(ju)(ju)(ju)(ju)氨(an)(an)酯(zhi)膠黏劑、聚(ju)(ju)(ju)(ju)氨(an)(an)酯(zhi)密封膠(簡稱CASE)等。
聚(ju)(ju)(ju)醚(mi)多元(yuan)(yuan)醇(chun)的(de)(de)(de)結構、性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)與分(fen)子(zi)(zi)中氧化(hua)烯烴鏈(lian)種類、長(chang)度(du)、含量及排列方式有關。以PO或(huo)EO開(kai)(kai)(kai)環聚(ju)(ju)(ju)合(he)(he)(he)制(zhi)備的(de)(de)(de)聚(ju)(ju)(ju)醚(mi)多元(yuan)(yuan)醇(chun),原料易(yi)得(de),成本低廉,適用(yong)于(yu)(yu)(yu)制(zhi)造(zao)各類聚(ju)(ju)(ju)氨酯(zhi)泡沫塑料。以PO為聚(ju)(ju)(ju)合(he)(he)(he)單體(ti)制(zhi)得(de)的(de)(de)(de)聚(ju)(ju)(ju)醚(mi)多元(yuan)(yuan)醇(chun)由(you)(you)于(yu)(yu)(yu)分(fen)子(zi)(zi)鏈(lian)段存在(zai)甲(jia)基支(zhi)鏈(lian),其(qi)(qi)制(zhi)品(pin)流動性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)好,易(yi)于(yu)(yu)(yu)加(jia)工,但(dan)其(qi)(qi)分(fen)子(zi)(zi)鏈(lian)鏈(lian)端(duan)基本為仲羥基,反應(ying)(ying)活性(xing)(xing)(xing)低。為了(le)得(de)到伯(bo)羥基含量高的(de)(de)(de)高活性(xing)(xing)(xing)聚(ju)(ju)(ju)醚(mi),通常(chang)用(yong)EO對聚(ju)(ju)(ju)醚(mi)進行封端(duan),提高聚(ju)(ju)(ju)醚(mi)的(de)(de)(de)反應(ying)(ying)活性(xing)(xing)(xing),降低聚(ju)(ju)(ju)氨酯(zhi)制(zhi)品(pin)的(de)(de)(de)熟化(hua)溫度(du)。采用(yong)EO與PO混(hun)合(he)(he)(he)共(gong)聚(ju)(ju)(ju),即在(zai)PO開(kai)(kai)(kai)環聚(ju)(ju)(ju)合(he)(he)(he)中引入EO鏈(lian)段,可提高聚(ju)(ju)(ju)醚(mi)的(de)(de)(de)親水(shui)性(xing)(xing)(xing)及其(qi)(qi)與多異氰酸(suan)酯(zhi)、其(qi)(qi)他(ta)助劑的(de)(de)(de)混(hun)溶性(xing)(xing)(xing)。由(you)(you)THF開(kai)(kai)(kai)環聚(ju)(ju)(ju)合(he)(he)(he)而成的(de)(de)(de)聚(ju)(ju)(ju)四亞甲(jia)基醚(mi)乙二醇(chun)(polytetrahydrofuran glycol,簡稱PTMEG)具有整齊排列的(de)(de)(de)分(fen)子(zi)(zi)結構,呈現出優異的(de)(de)(de)物理及機械(xie)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng),屬于(yu)(yu)(yu)特種高性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)聚(ju)(ju)(ju)醚(mi)多元(yuan)(yuan)醇(chun),主要用(yong)于(yu)(yu)(yu)合(he)(he)(he)成高性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)、耐水(shui)解的(de)(de)(de)PU彈(dan)性(xing)(xing)(xing)體(ti)和(he)PU纖維等。
聚(ju)(ju)醚(mi)多(duo)(duo)元(yuan)醇(chun)還與(yu)起(qi)(qi)始(shi)(shi)劑(ji)密切相(xiang)關。起(qi)(qi)始(shi)(shi)劑(ji)的(de)(de)(de)種類及(ji)其所含(han)活潑氫(qing)的(de)(de)(de)數目決定了(le)聚(ju)(ju)醚(mi)多(duo)(duo)元(yuan)醇(chun)官(guan)能度(du)的(de)(de)(de)大(da)(da)小(xiao)(xiao);起(qi)(qi)始(shi)(shi)劑(ji)的(de)(de)(de)價格對聚(ju)(ju)醚(mi)多(duo)(duo)元(yuan)醇(chun)生(sheng)(sheng)產成(cheng)本有(you)較大(da)(da)影(ying)響。工業生(sheng)(sheng)產上,為(wei)(wei)了(le)得(de)到合(he)適的(de)(de)(de)官(guan)能度(du)及(ji)粘度(du)等性(xing)質的(de)(de)(de)聚(ju)(ju)醚(mi)多(duo)(duo)元(yuan)醇(chun),有(you)時(shi)采用混合(he)起(qi)(qi)始(shi)(shi)劑(ji)生(sheng)(sheng)產聚(ju)(ju)醚(mi)。起(qi)(qi)始(shi)(shi)劑(ji)種類較多(duo)(duo),品種繁(fan)雜(za),按起(qi)(qi)始(shi)(shi)劑(ji)的(de)(de)(de)活性(xing)氫(qing)基(ji)(ji)團的(de)(de)(de)性(xing)質可(ke)(ke)(ke)分為(wei)(wei)含(han)-OH的(de)(de)(de)羥基(ji)(ji)化合(he)物及(ji)含(han)-NH的(de)(de)(de)胺基(ji)(ji)化合(he)物二(er)(er)大(da)(da)類。常用起(qi)(qi)始(shi)(shi)劑(ji)有(you)丙二(er)(er)醇(chun)、三(san)羥甲基(ji)(ji)丙烷、丙三(san)醇(chun)、甘露(lu)醇(chun)、山梨(li)醇(chun)、季戊四醇(chun)、蔗糖(tang)(tang)、木(mu)糖(tang)(tang)醇(chun)、乙二(er)(er)胺、三(san)乙醇(chun)胺、甲苯二(er)(er)胺等。水(shui)也可(ke)(ke)(ke)作為(wei)(wei)二(er)(er)官(guan)能度(du)起(qi)(qi)始(shi)(shi)劑(ji)參與(yu)氧(yang)化烯烴(jing)的(de)(de)(de)聚(ju)(ju)合(he)反(fan)應,從而降低聚(ju)(ju)醚(mi)的(de)(de)(de)平(ping)均相(xiang)對分子質量,因此起(qi)(qi)始(shi)(shi)劑(ji)中(zhong)含(han)水(shui)量應控制得(de)盡(jin)可(ke)(ke)(ke)能低。 以(yi)胺類化合(he)物為(wei)(wei)起(qi)(qi)始(shi)(shi)劑(ji)的(de)(de)(de)聚(ju)(ju)醚(mi)多(duo)(duo)元(yuan)醇(chun)具(ju)有(you)自催化作用,與(yu)多(duo)(duo)異(yi)氰酸酯的(de)(de)(de)反(fan)應活性(xing)較高,可(ke)(ke)(ke)減少胺催化劑(ji)的(de)(de)(de)用量。以(yi)芳香族二(er)(er)胺類化合(he)物為(wei)(wei)起(qi)(qi)始(shi)(shi)劑(ji)的(de)(de)(de)聚(ju)(ju)醚(mi)多(duo)(duo)元(yuan)醇(chun),發泡后(hou)期固化較快,生(sheng)(sheng)成(cheng)的(de)(de)(de)泡沫塑料強度(du)高、導熱系數小(xiao)(xiao)。
聚(ju)醚(mi)(mi)多元(yuan)醇按(an)聚(ju)合(he)單體可分為(wei)(wei)聚(ju)環氧(yang)丙(bing)烷類、聚(ju)環氧(yang)乙烷類、聚(ju)四氫呋(fu)喃類等;按(an)起始劑的官(guan)(guan)能(neng)(neng)度(du)(du)大小又可分為(wei)(wei)二官(guan)(guan)能(neng)(neng)度(du)(du)類、三官(guan)(guan)能(neng)(neng)度(du)(du)類、四官(guan)(guan)能(neng)(neng)度(du)(du)類等;按(an)應用領域可分為(wei)(wei)硬泡聚(ju)醚(mi)(mi)、軟泡聚(ju)醚(mi)(mi)、CASE聚(ju)醚(mi)(mi)、新型聚(ju)醚(mi)(mi)和特種聚(ju)醚(mi)(mi)五大類。
聚醚多元醇應用領域
陶(tao)氏聚醚多(duo)元醇因其優異的性能(neng)而廣泛應(ying)用于多(duo)個領(ling)域(yu),主(zhu)要包(bao)括以下(xia)幾(ji)個方面:
1. 聚(ju)氨(an)酯泡沫塑料:作(zuo)為聚(ju)氨(an)酯泡沫塑料的主(zhu)要原料之(zhi)一(yi),陶氏聚(ju)醚多(duo)元醇在床墊、家具(ju)墊、地毯(tan)底層等(deng)領域有(you)著廣泛(fan)的應用。其良好的彈性和(he)回彈性使得(de)制品具(ju)有(you)優(you)異的舒適性和(he)耐(nai)用性。
2. 涂料、粘(zhan)合(he)劑(ji)和(he)(he)密(mi)封劑(ji):利(li)用(yong)陶氏聚醚(mi)多元醇生(sheng)產的(de)預聚物,可(ke)以制(zhi)備出具有(you)良(liang)好動(dong)態和(he)(he)機械性(xing)能的(de)涂料、粘(zhan)合(he)劑(ji)和(he)(he)密(mi)封劑(ji)。這些產品廣泛應用(yong)于(yu)建筑、汽車、電子等(deng)領域(yu),為各種(zhong)材料提供(gong)可(ke)靠的(de)連接和(he)(he)密(mi)封解決方案。
3. 高性(xing)能(neng)聚(ju)(ju)氨(an)酯(zhi)(zhi)材料(liao):對(dui)于需要(yao)更(geng)高性(xing)能(neng)要(yao)求的(de)領域,如耐(nai)寒聚(ju)(ju)氨(an)酯(zhi)(zhi)材料(liao)、耐(nai)油耐(nai)水聚(ju)(ju)氨(an)酯(zhi)(zhi)材料(liao)等,陶氏(shi)聚(ju)(ju)醚多(duo)元醇(chun)同樣發揮著重要(yao)作用(yong)。通過調整(zheng)生產工藝和配方,可以(yi)制備出具(ju)有特定性(xing)能(neng)的(de)聚(ju)(ju)醚多(duo)元醇(chun),以(yi)滿足不同行業的(de)需求。
4. 其他應用(yong)領域:此外,陶(tao)氏聚(ju)醚多(duo)元醇還可用(yong)于制造低(di)粘度的(de)異氰(qing)酸(suan)酯預(yu)聚(ju)物,減少或(huo)消(xiao)除稀釋液的(de)用(yong)量(liang)并降低(di)VOC含量(liang);在合成革(ge)、熱塑膠等領域也有廣泛的(de)應用(yong)前景。
綜上所述,陶氏聚(ju)醚(mi)多元醇(chun)以(yi)其多樣的(de)(de)型號、復雜的(de)(de)生產工(gong)藝和廣泛的(de)(de)應用領域(yu),在聚(ju)氨(an)酯工(gong)業(ye)中占據著舉足輕重的(de)(de)地位。隨著科技的(de)(de)不斷進步和工(gong)業(ye)的(de)(de)持續(xu)發(fa)展(zhan),陶氏聚(ju)醚(mi)多元醇(chun)的(de)(de)應用前(qian)景將更加廣闊。