Καρβοξυλικά υδρόφιλα επεκτατικά αλυσίδας DMBA και DMPA.

Πρόλογος

Στην παραγωγή υδατοδιαλυτής πολυουρεθάνης, το καρβοξυλικό οξύ ως ανιοντικό υδρόφιλο επεκτατικό αλυσίδας είναι ένα είδος καρβοξυλικού οξέος με διόλη, το οποίο έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως για τη μοναδική του μοριακή δομή και την εξαιρετική απόδοση του προϊόντος.
Επέκταση αλυσίδας τύπου καρβοξυλικού οξέος περιλαμβάνει κυρίως 2,2-διυδροξυμεθυλπροπιονικό οξύ (DMPA) και 2,2-διυδροξυμεθυλβουτυρικό οξύ (DMBA).Είναι ένα μοναδικό πολυλειτουργικό μόριο αποκλεισμένης διόλης με ομάδες υδροξυλίου και καρβοξυλίου.Μετά την εξουδετέρωση με αλκάλια, η ομάδα ελεύθερου οξέος μπορεί να βελτιώσει ενεργά την υδατοδιαλυτότητα ή την απόδοση διασποράς της ρητίνης.Οι πολικές ομάδες εισήχθησαν για να βελτιώσουν την πρόσφυση των επικαλύψεων και τις ιδιότητες βαφής των συνθετικών ινών.Αυξήστε τη διαλυτότητα στα αλκάλια της επικάλυψης.Μπορεί να εφαρμοστεί σε υδατοδιαλυτό σύστημα πολυουρεθάνης, υδατοδιαλυτή αλκυδική ρητίνη και πολυεστερική ρητίνη, επίστρωση εποξειδικού εστέρα, ελαστομερές πολυουρεθάνης και επίστρωση σκόνης.
Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί σε χημικά υλικά δέρματος, υγρούς κρυστάλλους, μελάνια, πρόσθετα τροφίμων και χημικά συγκολλητικά, ειδικά στην κατασκευή πολυουρεθάνης γαλακτώματος νερού και τελικών φινιρίσματος δέρματος.Δεν είναι μόνο ένας επεκτατικός αλυσίδας, αλλά και ένας καλός αυτογαλακτωματοποιητικός παράγοντας για την πολυουρεθάνη, ο οποίος μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τη σταθερότητα της λοσιόν νερού πολυουρεθάνης, επομένως χρησιμοποιείται ευρέως.

Πλεονεκτήματα της χρήσης Διυδροξυμεθυλοκαρβοξυλικού Οξέος

Η υδατική λοσιόν πολυουρεθάνης συνήθως εισάγει υδρόφιλο παράγοντα στη μοριακή αλυσίδα πολυουρεθάνης, στη συνέχεια εξουδετερώνεται με αλκάλι για να σχηματίσει άλας και διασκορπίζεται σε απιονισμένο νερό με μηχανική ανάδευση για να σχηματίσει υδατική λοσιόν πολυουρεθάνης.
Υπάρχουν κυρίως τρεις τύποι υδρόφιλων παραγόντων που χρησιμοποιούνται στην υδατοδιαλυτή πολυουρεθάνη: ανιονικοί, κατιονικοί και μη ιονικοί.Ο ανιονικός τύπος περιλαμβάνει κυρίως: 2,2-διυδροξυμεθυλπροπιονικό οξύ, 2,2-διυδροξυμεθυλβουτυρικό οξύ, τρυγικό οξύ, σουλφονική βουτανοδιόλη, αιθυλενοδιαμινοαιθανοσουλφονικό νάτριο, γλυκερόλη και μηλεϊνικό ανυδρίτη.Ο κατιονικός τύπος περιλαμβάνει κυρίως: μεθυλοδιαιθανολαμίνη, τριαιθανολαμίνη, κ.λπ.Ο μη ιονικός τύπος περιλαμβάνει κυρίως οξείδιο πολυαιθυλενίου με τερματικό υδροξυλίου.
Η περιεκτικότητα σε μη ιονικό υδρόφιλο παράγοντα όπως το πολυαιθυλενοξείδιο πρέπει να είναι πολύ υψηλή για να είναι σταθερή η διασπορά.Η υδατοδιαλυτή ρητίνη πολυουρεθάνης από υδροξυλικό πολυοξυαιθυλενο αιθέρα ως υδρόφιλη ομάδα έχει καλή αντίσταση στους ηλεκτρολύτες, αλλά η αντίσταση του φιλμ στο νερό είναι πολύ κακή, επομένως δεν είναι πρακτική.
Ο κατιονικός υδρόφιλος παράγοντας, όπως το προϊόν προσθήκης ακρυλικού νατρίου αιθυλενοδιαμίνης, ως υδρόφιλη ένωση, καθιστά ολόκληρο το σύστημα αντίδρασης αλκαλικό.Δεν υπάρχει μόνο ταχεία αντίδραση μεταξύ - ομάδας NH2 και - ομάδας NCO, αλλά και αντίδραση μεταξύ - ομάδας NCO και - nhcoo.Ως εκ τούτου, η αντίδραση είναι δύσκολο να ελεγχθεί και είναι εύκολο να πήξει.Επιπλέον, η παρασκευασμένη λοσιόν έχει χοντρά σωματίδια και κακή αντοχή στο νερό που σχηματίζει φιλμ, επομένως δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί στη βιομηχανία.
Το διυδροξυμεθυλοκαρβοξυλικό οξύ στην ανιονική μορφή περιέχει δύο υδροξυλομάδες και επίσης δρα ως επέκταση της αλυσίδας.Αυτός ο διπλός ρόλος το κάνει να παρουσιάζει μεγάλα πλεονεκτήματα στην παρασκευή αυτογαλακτωματοποιούμενης λοσιόν Pu.Κατά τη σύνθεση του καρβαμιδικού, καθιστά το σύστημα αντίδρασης όξινο.Υπό όξινες συνθήκες, η αντίδραση μεταξύ - NCO και - Oh είναι ήπια, ενώ - nhcoo - δεν συμμετέχει στην αντίδραση και δεν θα προκαλέσει γέλη.Επιπλέον, το διμεθυλολοκαρβοξυλικό οξύ δρα επίσης ως επέκταση της αλυσίδας, έτσι ώστε η υδρόφιλη ομάδα (δηλαδή, η καρβοξυλική ομάδα) να βρίσκεται στο τμήμα της μακρομοριακής αλυσίδας.Χρησιμοποιώντας τριτοταγή αμίνη ως παράγοντα εξουδετέρωσης, μπορεί να παρασκευαστεί μια υδατική ρητίνη πολυουρεθάνης με εξαιρετική σταθερότητα και εξαιρετική αντοχή στο σχηματισμό φιλμ σε νερό και διαλύτη.Το διυδροξυμεθυλοκαρβοξυλικό οξύ είναι η καλύτερη υδρόφιλη ένωση που χρησιμοποιείται ευρέως στην παρασκευή υδατοδιαλυτής ρητίνης πολυουρεθάνης.

2,2-Διυδροξυμεθυλοπροπιονικό Οξύ (DMPA) και 2,2-Διυδροξυμεθυλοβουτυρικό Οξύ (DMBA)

Μεταξύ των δύο ειδών διυδροξυμεθυλοκαρβοξυλικών οξέων, το 2,2-διυδροξυμεθυλο προπιονικό οξύ έχει χρησιμοποιηθεί για μεγάλο χρονικό διάστημα και είναι ένας υδρόφιλος επεκτατής αλυσίδας που χρησιμοποιείται ευρέως επί του παρόντος.Αν και έχει πολλά πλεονεκτήματα, έχει επίσης πολλά μειονεκτήματα, κυρίως λόγω του υψηλού σημείου τήξεως (180-185 ℃), το οποίο θερμαίνεται και λιώνει δύσκολα, κάτι που απαιτεί την προσθήκη οργανικών διαλυτών όπως η Ν-μεθυλοπυρρολιδόνη (NMP). n N-διμεθυλαμίδιο (DMF), ακετόνη κ.λπ., ενώ το NMP έχει υψηλό σημείο βρασμού, το οποίο είναι δύσκολο να αφαιρεθεί μετά την παρασκευή του APU.Επιπλέον, το DMPA έχει μικρή διαλυτότητα στην ακετόνη και χρειάζεται να προστεθεί μεγάλη ποσότητα ακετόνης στη διαδικασία σύνθεσης.Η διαδικασία αφαίρεσης κετόνης όχι μόνο σπαταλά ενέργεια αλλά εγκυμονεί κινδύνους για την ασφάλεια.Ως εκ τούτου, η χρήση του 2,2-διυδροξυμεθυλοπροπιονικού οξέος δεν είναι μόνο υψηλή σε κατανάλωση ενέργειας, αλλά και εύκολο να προκαλέσει οργανικά υπολείμματα στο προϊόν.
Σε σύγκριση με το 2,2-διυδροξυμεθυλοπροπιονικό οξύ, το 2,2-διυδροξυμεθυλοβουτυρικό οξύ έχει τα ακόλουθα πλεονεκτήματα:
1. Έχει καλύτερη διαλυτότητα σε οργανικούς διαλύτες.Ο παρακάτω πίνακας δείχνει τα δεδομένα διαλυτότητας των DMBA και DMPA σε διαφορετικές θερμοκρασίες και διαλύτες.
Δεδομένα διαλυτότητας DMBA και DMPA σε διαφορετικές θερμοκρασίες και διαλύτες:

Διαλυτότητα: μονάδα: g / 100g διαλύτη
Διαλυτότητα στο νερό: 48% για DMBA και 12% για DMPA.

2. Υψηλός ρυθμός αντίδρασης, γρήγορη ταχύτητα αντίδρασης και χαμηλή θερμοκρασία αντίδρασης.Για παράδειγμα, ο χρόνος αντίδρασης για τη σύνθεση προπολυμερούς πολυουρεθάνης είναι σύντομος, γενικά μόνο 50-60 λεπτά, ενώ το DMPA διαρκεί 150-180 λεπτά.
3. Χρησιμοποιείται για λοσιόν πολυουρεθάνης με λεπτότερο μέγεθος σωματιδίων και στενή κατανομή.
4. Χαμηλό σημείο τήξης, 108-114 ℃;
5. Η ποικιλία των τύπων μπορεί να μειώσει τη χρήση διαλυτών, μειώνοντας έτσι το κόστος των διαλυτών και της επεξεργασίας υγρών αποβλήτων.
6. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την προετοιμασία συστημάτων πολυουρεθάνης και πολυεστέρα εντελώς χωρίς διαλύτες.
Στην πραγματική διαδικασία σύνθεσης, δεν χρειάζεται να καταναλώσει κανέναν διαλύτη.Η παραγόμενη λοσιόν έχει καλή απόδοση και εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες της μεμβράνης, που όχι μόνο μειώνει τον χρόνο αντίδρασης, μειώνει την κατανάλωση ενέργειας, αλλά και εξοικονομεί ενέργεια.Επομένως, το 2,2-διυδροξυμεθυλοβουτυρικό οξύ είναι η πιο γνωστή υδρόφιλη ένωση.