Karboksi hidrofilās ķēdes pagarinātāji DMBA un DMPA.

Priekšvārds

Ūdens poliuretāna ražošanā karbonskābe kā anjonu hidrofilās ķēdes pagarinātājs ir sava veida karbonskābe ar diolu, kas ir plaši izmantota tās unikālās molekulārās struktūras un izcilās produkta veiktspējas dēļ.
Karbonskābes tipa ķēdes pagarinātājs galvenokārt ietver 2,2-dihidroksimetilpropionskābi (DMPA) un 2,2-dihidroksimetilsviestskābi (DMBA).Tā ir unikāla daudzfunkcionāla bloķēta diola molekula ar gan hidroksilgrupām, gan karboksilgrupām.Pēc neitralizācijas ar sārmu brīvā skābes grupa var aktīvi uzlabot sveķu šķīdību ūdenī vai dispersijas veiktspēju;Polārās grupas tika ieviestas, lai uzlabotu pārklājumu adhēziju un sintētisko šķiedru krāsošanas īpašības;Palieliniet pārklājuma šķīdību sārmos.To var uzklāt uz ūdenī šķīstošu poliuretāna sistēmu, ūdenī šķīstošiem alkīda sveķiem un poliestera sveķiem, epoksīda estera pārklājumu, poliuretāna elastomēru un pulvera pārklājumu.
To var izmantot arī ādas ķīmiskajos materiālos, šķidrajos kristālos, tintēs, pārtikas piedevās un līmju ķimikālijās, īpaši ūdens emulsijas poliuretāna un ādas apdares līdzekļu ražošanā.Tas ir ne tikai ķēdes pagarinātājs, bet arī labs poliuretāna pašemulgējošs līdzeklis, kas var ievērojami uzlabot poliuretāna ūdens losjona stabilitāti, tāpēc to plaši izmanto.

Dihidroksimetilkarbonskābes izmantošanas priekšrocības

Ūdens poliuretāna losjons parasti ievada hidrofilu līdzekli poliuretāna molekulārajā ķēdē, pēc tam neitralizē ar sārmu, veidojot sāli, un izkliedē dejonizētā ūdenī, mehāniski maisot, veidojot poliuretāna ūdens losjonu.
Ūdens poliuretānā galvenokārt izmanto trīs veidu hidrofilos līdzekļus: anjonu, katjonu un nejonu.Anjonu tips galvenokārt ietver: 2,2-dihidroksimetilpropionskābi, 2,2-dihidroksimetilsviestskābi, vīnskābi, butāndiola sulfonātu, nātrija etilēndilametānsulfonātu, glicerīnu un maleīnskābes anhidrīdu;Katjonu tips galvenokārt ietver: metildietanolamīnu, trietanolamīnu utt.;Nejonu tips galvenokārt ietver polietilēna oksīdu ar hidroksilgrupu.
Nejonu hidrofilā aģenta, piemēram, polietilēna oksīda, saturam jābūt ļoti augstam, lai dispersija būtu stabila.Ūdens poliuretāna sveķiem, kas izgatavoti no hidroksilpolioksietilētera kā hidrofilas grupas, ir laba elektrolītu pretestība, bet plēves ūdensizturība ir ļoti slikta, tāpēc tas nav praktiski;
Katjonu hidrofilais līdzeklis, piemēram, etilēndiamīna nātrija akrilāta adukts, kā hidrofils savienojums, padara visu reakcijas sistēmu sārmainu.Notiek ne tikai ātra reakcija starp - NH2 grupu un - NCO grupu, bet arī reakcija starp - NCO grupu un - nhcoo.Tāpēc reakciju ir grūti kontrolēt un viegli saželēt.Turklāt sagatavotajam losjonam ir rupjas daļiņas un vāja plēvi veidojoša ūdensizturība, tāpēc to nevar izmantot rūpniecībā;
Dihidroksimetilkarbonskābe anjonu formā satur divas hidroksilgrupas un darbojas arī kā ķēdes pagarinātājs.Šī divējāda loma ļauj tam parādīt lielas priekšrocības pašemulgējoša Pu losjona sagatavošanā.Karbamāta sintēzes laikā tas padara reakcijas sistēmu skābu.Skābos apstākļos reakcija starp - NCO un - Oh ir viegla, savukārt - nhcoo - nepiedalās reakcijā un neizraisīs želeju.Turklāt dimetilola karbonskābe darbojas arī kā ķēdes pagarinātājs, tādējādi hidrofilā grupa (ti, karboksilgrupa) atrodas makromolekulārās ķēdes segmentā.Izmantojot terciāro amīnu kā neitralizējošu līdzekli, var sagatavot ūdens poliuretāna sveķus ar izcilu stabilitāti un izcilu plēvi veidojošu ūdens un šķīdinātāja izturību.Dihidroksimetilkarbonskābe ir labākais hidrofilais savienojums, ko plaši izmanto ūdens bāzes poliuretāna sveķu pagatavošanā.

2,2-dihidroksimetilpropionskābe (DMPA) un 2,2-dihidroksimetilsviestskābe (DMBA)

Starp diviem dihidroksimetilkarbonskābju veidiem 2,2-dihidroksimetilpropionskābe ir izmantota jau ilgu laiku, un tā ir pašlaik plaši izmantota hidrofilā ķēdes pagarinātāja.Lai gan tam ir daudz priekšrocību, tam ir arī daudzi trūkumi, galvenokārt tā augstā kušanas temperatūras (180-185 ℃) dēļ, kuru ir grūti uzkarsēt un izkausēt, tādēļ ir nepieciešams pievienot organiskos šķīdinātājus, piemēram, N-metilpirolidonu (NMP), n N-dimetilamīds (DMF), acetons utt., savukārt NMP ir augsta viršanas temperatūra, kuru pēc APU sagatavošanas ir grūti noņemt.Turklāt DMPA ir maza šķīdība acetonā, un sintēzes procesā ir jāpievieno liels daudzums acetona.Ketonu noņemšanas process ne tikai tērē enerģiju, bet arī rada drošības riskus.Tāpēc 2,2-dihidroksimetilpropionskābes izmantošana ne tikai patērē daudz enerģijas, bet arī viegli rada organiskās atliekas produktā.
Salīdzinot ar 2,2-dihidroksimetilpropionskābi, 2,2-dihidroksimetilsviestskābei ir šādas priekšrocības:
1. Tam ir labāka šķīdība organiskajos šķīdinātājos.Nākamajā tabulā parādīti DMBA un DMPA šķīdības dati dažādās temperatūrās un šķīdinātājos;
DMBA un DMPA šķīdības dati dažādās temperatūrās un šķīdinātājos:

Šķīdība: mērvienība: g / 100g šķīdinātājs
Šķīdība ūdenī: 48% DMBA un 12% DMPA.

2. Augsts reakcijas ātrums, ātrs reakcijas ātrums un zema reakcijas temperatūra.Piemēram, reakcijas laiks poliuretāna prepolimēra sintezēšanai ir īss, parasti tikai 50-60 minūtes, bet DMPA aizņem 150-180 minūtes;
3. To lieto ūdens bāzes poliuretāna losjonam ar smalkāku daļiņu izmēru un šauru sadalījumu;
4. Zema kušanas temperatūra, 108-114 ℃;
5. Formulu daudzveidība var samazināt šķīdinātāju izmantošanu, tādējādi samazinot šķīdinātāju un atkritumu šķidrumu apstrādes izmaksas;
6. To var izmantot, lai sagatavotu pilnīgi šķīdinātājus nesaturošas poliuretāna un poliestera sistēmas;
Faktiskajā sintēzes procesā tam nav nepieciešams patērēt šķīdinātāju.Izgatavotajam losjonam ir laba veiktspēja un lieliskas plēves mehāniskās īpašības, kas ne tikai saīsina reakcijas laiku, samazina enerģijas patēriņu, bet arī ietaupa enerģiju.Tāpēc 2,2-dihidroksimetilsviestskābe ir vislabāk zināmais hidrofilais savienojums.