مقدمة عن المواد الخام لبوليولات البولي إيثر: محفزات بلمرة فتح الحلقة

تشتمل محفزات البلمرة ذات الفتح الحلقي لمركبات الإيبوكسي على هيدروكسيدات فلز قلوي، وأحماض لويس، وألكوكسيدات فلز، وألكوكسيد فلز + تركيبات هاليد فلز، وألكيل فلز، وألومينا منشطة، وسيليكات الألومنيوم + ألكيل فلز، وكربونات فلز قلوي، واسترات فلوروبورات. يمكن تصنيف المحفزات شائعة الاستخدام لبلمرة الأوكسيرانات ذات الفتح الدائري، مثل أكسيد البروبيلين وأكسيد الإيثيلين، إلى ثلاثة أنواع رئيسية: المحفزات الأنيونية، والمحفزات الكاتيونية، والمحفزات المعقدة المعدنية.

في إنتاج أوليجومرات البولي إيثر المستخدمة في البولي يوريثين، تكون المحفزات الأولية هي هيدروكسيدات الفلزات القلوية، وهي محفزات أنيونية، وأحماض لويس، وهي محفزات كاتيونية. يتم استخدام الأول بشكل أساسي لتحضير بوليولات بولي إيثر عادية ذات أوزان جزيئية منخفضة، في حين يتم استخدام الأخير لإنتاج بوليولات بولي إيثر عالية الوزن الجزيئي وبوليولات بولي إيثر خاصة من البلمرة المشتركة لرباعي هيدروفيوران. تُستخدم المحفزات المعدنية المعقدة بشكل أساسي لتحضير بوليول بولي إيثر متساوي الضغط عالي الوزن الجزيئي، على الرغم من أنها تستخدم حاليًا فقط بكميات صغيرة في تخليق بوليول بولي إيثر لتطبيقات البولي يوريثين.

1. محفزات البلمرة الأنيونية  

   تشتمل المحفزات الأنيونية على هيدروكسيد البوتاسيوم، وهيدروكسيد الصوديوم، وكحولات البوتاسيوم، وكحولات الصوديوم. تعد الهيدروكسيدات هي المحفزات الأساسية الأكثر استخدامًا، حيث تنتج بوليولات بولي إيثر ذات أوزان جزيئية منخفضة نسبيًا. هيدروكسيدات الفلزات القلوية الأكثر استخدامًا هي هيدروكسيد البوتاسيوم وهيدروكسيد الصوديوم، مع كون هيدروكسيد البوتاسيوم هو الأكثر شيوعًا نظرًا لانخفاض الكمية المطلوبة. المجموعات النهائية للسلاسل الناتجة هي في الأساس مجموعات هيدروكسيل، مع قليل من أملاح فلز الألكوكسيد. عندما يحدث تبادل البروتونات بين هذه المجموعات الطرفية، تنتقل الشحنة الأيونية بشكل تفضيلي إلى السلسلة الأقصر، مما يؤدي إلى توزيع وزن جزيئي ضيق نسبيًا لبوليولات البولي إيثر الناتجة. وبطبيعة الحال، يتأثر عرض توزيع الوزن الجزيئي للبولي إيثر بوليول أيضًا بنوع البادئ والمونومر وظروف عملية التوليف. صناعيًا، جميع محفزات تفاعلات البلمرة تقريبًا عبارة عن قواعد قوية، تستخدم بكميات تتراوح من 0.1% إلى 1.0% من إجمالي التغذية، مع درجات حرارة تفاعل تتراوح من 100 إلى 100 إلى 100%. 120°C. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أيضًا استخدام كمية صغيرة من الأمينات الخاصة، مثل ثنائي ميثيل أمين، كمحفزات في تصنيع البولي إيثرات.

2. محفزات البلمرة الكاتيونية  

   تشمل المحفزات الكاتيونية الشائعة أحماض لويس مثل FeCl3 وAlCl3 وSnCl4 ومركب إيثر BF3 وحمض الكلوروسلفونيك وحمض الفلوروسلفونيك. عيب المحفزات الحمضية هو أنها يمكن أن تسبب تفاعلات جانبية بسهولة أثناء تصنيع بوليولات البولي إيثر، مما يؤدي إلى تكوين الديوكسان والديوكسولان، وهناك إمكانية لاستبدال مجموعات الهيدروكسيل بالأنيونات الحمضية. يتم إجراء تفاعلات البلمرة هذه عند درجات حرارة منخفضة تتراوح من 0 إلى 20°C. صناعيًا، تُستخدم هذه المحفزات الحمضية في بلمرة رباعي هيدروفيوران لإنتاج بولي تترامثيلين إيثر جلايكول.

3. محفزات المجمعات المعدنية

   يمكن استخدام العديد من مجمعات الأيونات المعدنية كمحفزات لبلمرة أكسيد البروبيلين، وأكثرها نشاطًا هي محفزات السيانيد المعدنية المزدوجة (DMC). نظام المحفز الأكثر نجاحا هو سلسلة معقدة من سيانيد الزنك والكوبالت، والتي تستخدم بكميات قليلة فقط في المليون من البولي إيثر. تعد مجمعات السيانيد المعدنية المزدوجة، مثل سداسي سيانوكوبالتات الزنك، مناسبة بشكل عام لتحضير بوليول بولي إيثر متساوي التوتر عالي الوزن الجزيئي. في السنوات الأخيرة، كان هناك اهتمام متزايد بالبولي إيثرات ذات الوزن الجزيئي المنخفض وعدم التشبع المنخفض بسبب انخفاض عدم التشبع ومتوسط ​​الأداء الوظيفي وتوزيع الوزن الجزيئي الضيق. تظهر رغاوي البولي يوريثان الناعمة واللدائن المرنة الناتجة أداءً أفضل.