بوليولات البوليستر العطرية

بوليولات البوليستر للرغوة الصلبة

عادةً ما يتم تصنيع بوليولات البوليستر المستخدمة في الرغاوي الصلبة من أحماض ثنائي الكربوكسيل العطرية (أو أنهيدريداتها أو استراتها) والديول (أو البوليولات). تشمل المواد الخام الشائعة لإنتاج البوليستر حمض التريفثاليك، وأنهيدريد الفثاليك، والبوليولات المختلفة مثل جلايكول الإيثيلين والبروبيلين جليكول. مع الأخذ في الاعتبار اللزوجة والتكلفة والأداء، غالبًا ما تستخدم بوليولات البوليستر العطرية خليطًا من حمض الأديبيك وأنهيدريد الفثاليك بنسب محددة كمواد خام حمض ثنائي الكربوكسيل. تؤدي إضافة كميات صغيرة من ثلاثيات إلى إدخال هياكل متفرعة في جزيئات بوليول البوليستر.

في أوائل الثمانينيات، تطورت بوليولات البوليستر المشتقة من نفايات وبقايا البوليستر (مثل البولي إيثيلين تيريفثاليت أو PET) بسرعة بسبب تكلفتها المنخفضة وأسعارها التنافسية. تُظهر الرغاوي الصلبة المعتمدة على هذه البوليولات مقاومة أفضل للهب مقارنة بتلك التي تستخدم بوليولات البولي إيثر. تضمنت التطبيقات المبكرة لبوليولات البوليستر في رغاوي البولي يوريثان الصلبة بوليولات عالية الأداء، لكن اللزوجة الأعلى بطبيعتها مقارنة ببوليولات البولي إيثر طرحت تحديات تشغيلية في درجة حرارة الغرفة. وفي وقت لاحق، تبين أن بوليولات البوليستر ذات الوظيفة المنخفضة، ذات اللزوجة المنخفضة نسبيًا، توفر أداءً ممتازًا في تطبيقات مثل رغاوي PIR (بولي إيزوسيانورات).

التطبيق في تركيبات الرغوة الصلبة

في الصناعة، غالبًا ما تحل بوليولات البوليستر العطرية محل جزء أو كل بوليولات البولي إيثر في تركيبات الرغوة الصلبة من البولي يوريثان والبولي إيزوسيانورات. تعد بوليولات البوليستر العطرية مناسبة بشكل خاص لرغاوي البولي إيزوسيانورات. تعمل حلقات البنزين الوفيرة في هيكل الرغوة على تحسين مقاومة الحرارة وتثبيط اللهب. على المستوى الدولي، تُستخدم بوليولات البوليستر العطرية على نطاق واسع في إنتاج ألواح الرغوة العازلة المستخدمة في البناء وتطبيقات رغوة الرش في الموقع في صناعة البناء.

لا تظهر رغاوي البولي يوريثان الصلبة المحتوية على البوليستر خصائص الرغاوي الصلبة القائمة على البولي إيثر فحسب، بل تظهر أيضًا متانة معززة ومقاومة ممتازة للهب ومزايا من حيث التكلفة. بالإضافة إلى ذلك، فإن المحتوى العالي لمجموعة الهيدروكسيل الأولية في بوليولات البوليستر يزيد من تفاعلها، مما يسمح بتقليل استخدام المحفز.

الخلط مع بولي إيثر بوليول عالي الأداء

يمكن خلط بوليولات البوليستر العطرية مع بوليولات بولي إيثر عالية الأداء لتحضير رغاوي البولي يوريثان الصلبة. على سبيل المثال، شركة ستيبان في الولايات المتحدة. تنتج ثنائيات البوليستر العطرية للرغاوي الصلبة من البولي يوريثان والبولي إيزوسيانورات. باستخدام مواد خام عالية النقاء، تتميز بوليولات البوليستر هذه بلون منخفض، ولزوجة منخفضة، وخصائص متسقة، مع محتوى رطوبة ≤0.15%. يعزز المحتوى العطري العالي صلابة الرغوة ومقاومتها للحرارة، بينما تسهل اللزوجة المنخفضة الخلط السهل.

تعمل ثنائيات البوليستر هذه كموسعات سلسلة في إنتاج ألواح البولي إيزوسيانورات الصلبة (PIR)، والرغاوي المطبقة بالرش منخفضة الكثافة، والرغاوي الصلبة عالية الكثافة، ورغاوي التغليف.

إعادة التدوير والابتكارات

منذ أوائل الثمانينات، شهدت بوليولات البوليستر المنتجة من نفايات وبقايا PET نموًا سريعًا بسبب فعاليتها من حيث التكلفة. على سبيل المثال، يحتوي بوليول البوليستر العطري المصنوع من بقايا PET وجليكول ثنائي إيثيلين على قيمة هيدروكسيل تبلغ (400±50) ملجم KOH/جم، لزوجة 2.0–سنويا4.0 ·s، قيمة الحمض ≤5.0 مجم KOH/g، ومحتوى الرطوبة ≤0.2%.

أطلقت شركة TBI الفرنسية مؤخرًا مصنعًا جديدًا بطاقة إنتاجية تبلغ 15000 طن سنويًا لبوليولات البوليستر العطرية (APP) باستخدام نفايات PET كمواد خام. تتم معالجة زجاجات نفايات PET المسطحة مباشرة عن طريق التحلل الكحولي لإنتاج بوليولات بوليستر عطرية منخفضة اللزوجة. تتمتع هذه البوليولات بلزوجة تبلغ 700 مللي باسكال·s، ومحتوى ديول مجاني أقل من 5%، واستقرار تخزين ممتاز. وتشمل التطبيقات ألواح رغوة PIR المقاومة للهب للبناء، ومنتجات العزل الحراري، ومواد عازلة للصوت من مادة البولي يوريثين.