Descripción general de varios poliéteres: poliéteres de alta funcionalidad

Los poliéteres de alta funcionalidad se pueden sintetizar utilizando compuestos hexahidroxi como sorbitol y manitol como iniciadores, que se polimerizan con óxido de propileno bajo catálisis con KOH a 100-110°C bajo presión. Esto produce hexahidroxipoliéteres. Debido a sus seis grupos hidroxilo, estos poliéteres tienen una alta funcionalidad, lo que resulta en una alta densidad de reticulación en la espuma de poliuretano, mejorando la resistencia al aceite del producto, la estabilidad a la oxidación térmica y la estabilidad dimensional. China tiene abundantes recursos de sorbitol y manitol; En particular, el manitol (con una pureza del 80-90%) es un subproducto de la industria de extracción de yodo a partir de algas marinas. El método de síntesis del poli(óxido de propileno) de hexahidroximanitol es el mismo que el del poli(óxido de propileno) de hexahidroxisorbitol.

El manitol poliéter de alta calidad puede producir espuma de poliuretano rígida con resistencia al calor de hasta 180°C. La viscosidad de los hexoles de poli(óxido de propileno) de sorbitol con valores de hidroxilo de 654 mg KOH/g y 488 mg KOH/g (pesos moleculares promedio teóricos de 514 y 691, respectivamente) es 134 Pa.·s y 131 Pa·s, con un índice de color APHA de 240 y 200, un contenido de agua del 0,02% y una insaturación de 0,02 mmol/g.

Debido a su alta funcionalidad, los hexahidroxipoliéteres tienen una alta viscosidad, lo que reduce su compatibilidad con otros componentes espumantes (isocianatos, agentes espumantes, catalizadores, etc.), lo que dificulta la producción de espuma. Para reducir la viscosidad de los poliéteres, los procesos industriales suelen utilizar iniciadores mixtos. Por ejemplo, se puede usar un iniciador mixto de sorbitol-glicerol, y controlar la cantidad de glicerol permite la síntesis de poli(óxido de propileno) con diversas viscosidades y composiciones, produciendo poliéteres con funcionalidades efectivas entre 3 y 6.

Si se utiliza sacarosa sola como iniciador en la polimerización con apertura de anillo de óxido de propileno, se obtiene un poliéter de sacarosa octafuncional. Este producto es un líquido de color marrón claro de alta viscosidad y la espuma de poliuretano rígida resultante tiene buena resistencia al calor, alta resistencia a la compresión y dimensiones estables. Durante la síntesis de poliéter de octahidroxisacarosa, dado que la sacarosa es cristalina y no miscible con óxido de propileno, y el poliéter de sacarosa puro tiene una alta funcionalidad y viscosidad con poca compatibilidad con otros componentes espumantes, normalmente se utilizan iniciadores mixtos en la polimerización práctica. Por ejemplo, se puede mezclar glicerol con sacarosa como iniciador, u otros compuestos polihidroxi de menor funcionalidad se pueden combinar con sacarosa. El poliéter de sacarosa-glicerol es efectivamente una mezcla de poli(óxido de propileno) octahidroxi y trihidroxi. La cantidad de glicerol en el iniciador mixto afecta significativamente las propiedades de la espuma de poliuretano rígida; para una buena estabilidad dimensional y una alta resistencia al calor, la relación molar de glicerol a sacarosa en el poliéter de sacarosa-glicerol se controla generalmente en 0,5.

Los polieterpolioles de alta funcionalidad se utilizan principalmente como materia prima para espumas rígidas de poliuretano. Sin embargo, también se ha informado que los poliéter polioles con una funcionalidad promedio superior a 3 y un peso molecular relativamente alto, sintetizados usando iniciadores de alta funcionalidad, pueden usarse como materias primas para espumas de poliuretano blandas y semirrígidas.