تحضير بولي إيثر منخفض عدم التشبع - بوليول أكسيد البولي بروبيلين

يمكن تقسيم تحضير بوليولات البولي إيثر إلى عدة مراحل، بما في ذلك التسخين والجفاف، وتنشيط المحفز، والبلمرة.

1. عملية التسخين والجفاف

   تتم إضافة DMC (السيانيد المعدني المزدوج) والبادئ (إما جزيء صغير بوليول أو بولي إيثر بوليول منخفض الوزن الجزيئي بوزن جزيئي حوالي 500) إلى المفاعل. بعد التطهير بالنيتروجين عدة مرات، يتم تسخين الخليط إلى 105–120°C، ويتم إزالة المياه النزرة تحت ضغط منخفض.

2. عملية تنشيط المحفز (التحريضي).

   أضف 1/10 إلى 2/10 من كتلة البادئ في PO (أكسيد البروبيلين) إلى الخليط المجفف من DMC والبادئ. يرتفع الضغط في المفاعل بسرعة. بعد فترة من الوقت في 105–150°C، يبدأ DMC في التنشيط، مما يتسبب في انخفاض سريع في ضغط البخار لـ PO. عندما ترتفع درجة الحرارة، يشير ذلك إلى اكتمال الحث، ويبدأ PO في البلمرة.

3. عملية تفاعل البلمرة

   تتم إضافة PO المتبقي إلى المفاعل لمواصلة تفاعل البلمرة، مع الحفاظ على الضغط الداخلي عند 0–0.6 ميجا باسكال. ونظرًا للنشاط التحفيزي العالي لـ DMC، يمكن أيضًا إدخال PO عند ضغط قريب من الصفر. يتم الحفاظ على درجة حرارة التفاعل بين 105–150°C. عندما يستقر ضغط PO في المفاعل، فهذا يدل على أن PO قد تفاعل بالكامل، ويتم تبريد المفاعل لتفريغ المنتج. كانت تركيبات DMC المبكرة ذات نشاط منخفض ولا تتطلب سوى كمية ضئيلة، مما أدى إلى فترات تحريض أطول وأيونات معدنية أعلى في البولي إيثر الخام، الأمر الذي يتطلب مزيدًا من التنقية من خلال طرق إنتاج البولي إيثر التقليدية.

يمكن أن تؤدي زيادة ضغط التفاعل الأولي أثناء تخليق البولي إيثر بوليول إلى تقصير فترة الحث ولكنها قد تؤثر سلبًا على الخواص الفيزيائية للبولي إيثر بوليول الناتج. هناك طريقة لإدخال PO تدريجيًا عند ضغط منخفض أثناء الحث مما يفيد جودة المنتج النهائي. بالإضافة إلى ذلك، فإن رفع درجة حرارة الحث بشكل مناسب وإضافة PO ببطء عند ضغط منخفض ينتج عنه بولي إيثر بوليول بخصائص أكثر مرغوبة.

يتم تقليل وقت الحث بشكل ملحوظ مع زيادة كمية المحفز، مع الحد الأدنى من التأثير على خصائص البولي إيثر. تظهر التجارب أنه مع تركيز محفز قدره 70*10⁻⁶، تتشكل كمية صغيرة من الهلام في البولي إيثر بوليول، حيث يزداد معدل التفاعل بسرعة كبيرة جدًا تحت ضغط أولي مرتفع، مما يتسبب في نمو سريع للسلسلة الجزيئية دون نقل سلسلة كافية. يؤدي تقليل معدل إضافة PO إلى تحسين النتيجة.

تظهر التجارب أن إجراء التفاعل التحريضي عند درجة حرارة منخفضة يؤدي إلى فترة تحريض أطول، ولزوجة بولي إيثر أعلى قليلاً، وتوزيع أوسع للوزن الجزيئي. عند نفس الضغط تنخفض درجة الحرارة (أدناه 105°C) يؤدي إلى المزيد من الطور السائل PO، والذي يمكن أن يسبب ارتفاع درجة الحرارة المحلية بمجرد بدء التفاعل. عند ضغط أولي أعلى (على سبيل المثال، 0.25 ميجا باسكال)، يستمر التفاعل بسرعة كبيرة، مما يجعل من الصعب التحكم فيه عمليًا. لذلك، في الإنتاج، يتم التحكم في درجة الحرارة الأولية بين 130–145°C، ويتم الاحتفاظ بالضغط الأولي عند أدنى مستوى ممكن.

تؤدي زيادة الضغط الأولي لـ PO إلى تقصير فترة الحث ولكنها تقلل قليلاً من جودة البولي إيثر. عندما يتجاوز الضغط الأولي 0.4 ميجا باسكال، غالبًا ما تظهر الشوائب ذات الوزن الجزيئي العالي جدًا في البولي إيثر بوليول. وذلك لأن المواقع التحفيزية النشطة تعتمد على تنشيط PO أثناء تخليق البولي إيثر بوليول. كلما زاد ضغط أو تركيز PO في المفاعل، قصرت فترة الحث؛ ومع ذلك، أثناء الحث، لم تصل المواقع الحفزية النشطة بعد إلى المستويات القصوى، مما يجعل تركيزات PO الأعلى مصدرًا للشوائب الجزيئية العالية جدًا.