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聚酯多元醇的主要原料是多元醇和二元羧酸。多元醇包括二元醇、三元醇,乙二醇(EG)、一縮二乙二醇(二甘醇、DEG)、1,2-丙二醇(PG)、1,4-丁二醇(BDO)、新戊二醇(NPG)、2-甲基丙二醇(MPD)等是聚酯多元醇合成中常用的二元醇,1,6-己二醇(HDO)等二醇也用于合成聚酯二醇。三羥甲基丙烷(TMP)、丙三醇(甘油)也可少量用于聚酯多元醇的合成,起調(diào)節(jié)支化度的作用,使聚酯的羥基官能度大于2。聚酯合成中常用的二元醇原料的典型物性見下表。
原則上含伯羥基或仲羥基的脂肪族二醇都可用于聚酯合成,除上述常用二醇,還有1,3-丁二醇、1,3-丙二醇、1,5-戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、2,4-二乙基-1,5-戊二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、一縮二丙二醇、1,4-二羥甲基環(huán)己烷、1,4-環(huán)己二醇、羥基新戊酸羥基新戊醇單酯、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、2-乙基-1,3-己二醇、十二碳二醇、十二碳環(huán)烷二醇、三環(huán)12碳伯羥基二醇等,大部分商業(yè)化二醇的物化性能將在“脂肪族二元醇”部分詳細介紹。
在這些二元醇中,偶數(shù)碳原子的二元醇(如1,4-丁二醇、1,6-己二醇)與己二酸制得的聚酯二醇結(jié)晶性較高,多用于要求有高初黏強度的聚氨酯膠黏劑以及高強度彈性體的生產(chǎn)。帶側(cè)基的二醇如新戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、2,4-二乙基-1,5-戊二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇等制備的聚酯二醇具有較好的柔韌性和耐水解性。
瑞典Perstorp公司生產(chǎn)的多元醇NS20是由新戊二醇與環(huán)氧丙烷以1/2的摩爾比合成的二元醇,分子量為220,羥值為480~530mg KOH/g,典型黏度為170mPa.s,用作合成聚酯多元醇的原料。
由于不少二元醇成本較高,實際上用于聚酯二醇生產(chǎn)的不多,相信隨著某些二元醇工業(yè)化程度的提高和原料價格的降低、特種功能化聚酯二醇需求的增加,部分特種二元醇也會批量用于聚酯多元醇的合成。例如日本可樂麗公司就利用該公司生產(chǎn)的3-甲基-1,5-戊二醇為原料,生產(chǎn)系列化的聚酯二醇及聚酯三醇。
在聚酯合成中常用的二元羧酸是己二酸,癸二酸也少量用于合成有耐水解要求的特殊聚酯二醇,因價格較己二酸高,用量不大。對苯二甲酸、領(lǐng)苯二甲酸酐、間苯二甲酸也是合成芳香族聚酯多元醇常用的原料。特殊的聚酯多元醇也可采用少量偏苯三酸酐體原料,以形成一定的支化度。
可用于聚酯合成的二元羧酸(酐、酯)還有丁二酸、戊二酸、壬二酸、十二碳二酸、1,4-環(huán)己烷二甲酸、二聚酸、混合二酸等。表5-9為部分二酸(酐/酯)的熔點、分子量等參數(shù)。二酸及多元酸(酐)的典型物性詳見“二元羧酸”部分。
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