Karboksüülsed hüdrofiilsed ahela pikendajad DMBA ja DMPA.

Eessõna

Veepõhise polüuretaani tootmisel on karboksüülhape anioonse hüdrofiilse ahela pikendajana omamoodi diooliga karboksüülhape, mida on laialdaselt kasutatud selle ainulaadse molekulaarstruktuuri ja suurepärase tooteomaduse tõttu.
Karboksüülhappe tüüpi ahela pikendaja sisaldab peamiselt 2,2-dihüdroksümetüülpropioonhapet (DMPA) ja 2,2-dihüdroksümetüülvõihapet (DMBA).See on ainulaadne multifunktsionaalne blokeeritud dioolmolekul, millel on nii hüdroksüül- kui ka karboksüülrühmad.Pärast leelisega neutraliseerimist võib vaba happerühm aktiivselt parandada vaigu vees lahustuvust või dispersioonivõimet;Polaarrühmad võeti kasutusele, et parandada katete nakkumist ja sünteetiliste kiudude värvimisomadusi;Suurendage katte leelislahustuvust.Seda saab rakendada vees lahustuvale polüuretaansüsteemile, vees lahustuvale alküüdvaigule ja polüestervaigule, epoksüesterkattele, polüuretaanelastomeerile ja pulbervärvimisele.
Seda saab kasutada ka nahakeemilistes materjalides, vedelkristallides, tintides, toidulisandites ja liimkemikaalides, eriti vesiemulsioonpolüuretaani ja nahaviimistlusvahendite valmistamisel.See ei ole mitte ainult ahela pikendaja, vaid ka hea polüuretaani isemulgeeriv aine, mis võib oluliselt parandada polüuretaani vesikreemi stabiilsust, mistõttu seda kasutatakse laialdaselt.

Dihüdroksümetüülkarboksüülhappe kasutamise eelised

Polüuretaani vesilahus lisab tavaliselt hüdrofiilset ainet polüuretaani molekulaarsesse ahelasse, seejärel neutraliseeritakse leelisega, moodustades soola, ja dispergeeritakse deioniseeritud vees mehaanilise segamise teel, moodustades polüuretaani vesilahuse.
Veepõhises polüuretaanis kasutatakse peamiselt kolme tüüpi hüdrofiilseid aineid: anioonsed, katioonsed ja mitteioonsed.Anioonse tüübi hulka kuuluvad peamiselt: 2,2-dihüdroksümetüülpropioonhape, 2,2-dihüdroksümetüülvõihape, viinhape, butaandioolsulfonaat, naatriumetüleendiamiinetaansulfonaat, glütserool ja maleiinanhüdriid;Katioonse tüübi hulka kuuluvad peamiselt: metüüldietanoolamiin, trietanoolamiin jne;Mitteioonne tüüp hõlmab peamiselt hüdroksüülotsaga polüetüleenoksiidi.
Mitteioonse hüdrofiilse aine, näiteks polüetüleenoksiidi sisaldus peab olema väga kõrge, et muuta dispersioon stabiilseks.Vesialusel polüuretaanvaigul, mis on valmistatud hüdroksüülpolüoksüetüleeetrist kui hüdrofiilsest rühmast, on hea elektrolüüdikindlus, kuid kile veekindlus on väga halb, seega pole see otstarbekas;
Katioonne hüdrofiilne aine, nagu etüleendiamiinnaatriumakrülaadi adukt, muudab hüdrofiilse ühendina kogu reaktsioonisüsteemi leeliseliseks.Kiire reaktsioon ei toimu mitte ainult - NH2 rühma ja - NCO rühma vahel, vaid ka - NCO rühma ja - nhcoo vahel.Seetõttu on reaktsiooni raske kontrollida ja seda on lihtne geelistada.Lisaks on valmistatud kreemil jämedad osakesed ja halb kilet moodustav veekindlus, mistõttu seda ei saa tööstuses kasutada;
Anioonsel kujul olev dihüdroksümetüülkarboksüülhape sisaldab kahte hüdroksüülrühma ja toimib ka ahela pikendajana.See kahekordne roll annab talle suuri eeliseid iseemulgeeruva Pu losjooni valmistamisel.Karbamaadi sünteesi käigus muudab see reaktsioonisüsteemi happeliseks.Happelistes tingimustes on reaktsioon - NCO ja - Oh vahel kerge, samas kui - nhcoo - ei osale reaktsioonis ega tekita geeli.Lisaks toimib dimetüloolkarboksüülhape ka ahela pikendajana, nii et hüdrofiilne rühm (st karboksüülrühm) paikneb makromolekulaarses ahela segmendis.Kasutades tertsiaarset amiini neutraliseeriva ainena, saab valmistada polüuretaanvaiku, millel on suurepärane stabiilsus ja suurepärane kilet moodustav vee- ja lahustikindlus.Dihüdroksümetüülkarboksüülhape on parim hüdrofiilne ühend, mida kasutatakse laialdaselt veepõhise polüuretaanvaigu valmistamisel.

2,2-dihüdroksümetüülpropioonhape (DMPA) ja 2,2-dihüdroksümetüülvõihape (DMBA)

Kahe tüüpi dihüdroksümetüülkarboksüülhapete hulgas on 2,2-dihüdroksümetüülpropioonhapet kasutatud pikka aega ja see on praegu laialdaselt kasutatav hüdrofiilne ahela pikendaja.Kuigi sellel on palju eeliseid, on sellel ka palju puudusi, peamiselt selle kõrge sulamistemperatuuri (180–185 ℃) tõttu, mida on raske kuumutada ja sulatada, mis nõuab orgaaniliste lahustite, näiteks N-metüülpürrolidooni (NMP) lisamist. n N-dimetüülamiid (DMF), atsetoon jne, samas kui NMP-l on kõrge keemistemperatuur, mida on pärast APU valmistamist raske eemaldada.Lisaks on DMPA-l väike lahustuvus atsetoonis ja sünteesiprotsessis tuleb lisada suur kogus atsetooni.Ketoonide eemaldamise protsess mitte ainult ei raiska energiat, vaid toob kaasa ka turvariske.Seetõttu ei ole 2,2-dihüdroksümetüülpropioonhappe kasutamine mitte ainult kõrge energiakuluga, vaid ka tootes kergesti orgaaniliste jääkide tekitamine.
Võrreldes 2,2-dihüdroksümetüülpropioonhappega on 2,2-dihüdroksümetüülvõihappel järgmised eelised:
1. See lahustub paremini orgaanilistes lahustites.Järgmises tabelis on toodud DMBA ja DMPA lahustuvuse andmed erinevatel temperatuuridel ja lahustites;
DMBA ja DMPA lahustuvuse andmed erinevatel temperatuuridel ja lahustites:

Lahustuvus: ühik: g / 100g lahusti
Lahustuvus vees: DMBA puhul 48% ja DMPA puhul 12%.

2. kõrge reaktsioonikiirus, kiire reaktsioonikiirus ja madal reaktsioonitemperatuur.Näiteks polüuretaani eelpolümeeri sünteesimisel on reaktsiooniaeg lühike, tavaliselt vaid 50-60 minutit, DMPA puhul aga 150-180 minutit;
3. Seda kasutatakse veepõhise polüuretaani losjooni jaoks, mille osakeste suurus on väiksem ja jaotus kitsas;
4. Madal sulamistemperatuur, 108-114 ℃;
5. Valemite mitmekesisus võib vähendada lahustite kasutamist, vähendades seeläbi lahustite ja jäätmevedelike töötlemise kulusid;
6. Seda saab kasutada täiesti lahustivabade polüuretaan- ja polüestersüsteemide valmistamiseks;
Tegelikus sünteesiprotsessis ei pea see kasutama lahustit.Toodetud losjoonil on hea jõudlus ja kile suurepärased mehaanilised omadused, mis mitte ainult ei lühenda reaktsiooniaega, vähendab energiatarbimist, vaid säästab ka energiat.Seetõttu on 2,2-dihüdroksümetüülvõihape tuntuim hüdrofiilne ühend.