Poliéter polioles especiales: poliéter polioles aromáticos y heterocíclicos

Los poliéteres comunes normalmente se sintetizan utilizando polioles alifáticos saturados como iniciadores, lo que da como resultado polioles de poliéter alifáticos. Por el contrario, los poliéterpolioles aromáticos o heterocíclicos se sintetizan utilizando polioles aromáticos o heterocíclicos como iniciadores. Las espumas rígidas de poliuretano basadas en polioles de poliéter heterocíclicos y aromáticos exhiben alta resistencia térmica, retardo de llama, estabilidad dimensional y resistencia a la compresión. Los poliéteres resistentes a altas temperaturas suelen contener anillos de benceno o heterociclos. Los iniciadores para estos poliéteres incluyen compuestos tales como bisfenol A, bisfenol S, oligómero de fenol-formaldehído, toluenodiamina, oligómero de anilina-formaldehído e isocianurato de tris(2-hidroxietilo) (THEIC), o mezclas de estos con iniciadores comunes. Cuando hay estructuras de amina terciaria presentes en la molécula, el poliéter también puede tener propiedades autocatalíticas, lo que da lugar a espumas rígidas de poliuretano con estructuras celulares finas y menor conductividad térmica.

Un poliéter poliol sintetizado utilizando toluenodiamina como iniciador tiene un índice de hidroxilo de 320-340 mg de KOH/g y una viscosidad (a 25°C) de 5640 mPa·S

El poliéter poliol heterocíclico sintetizado usando isocianurato de tris (2-hidroxietilo) como iniciador no solo exhibe una alta resistencia térmica sino que también tiene ciertas propiedades retardantes de llama debido a la estructura heterocíclica de seis miembros del isocianurato que contiene nitrógeno. Cuando se combina con poliéter que contiene fósforo, la espuma rígida de poliuretano resultante demuestra un retardo de llama incluso superior, soportando una 1000°Llama de propano C por hasta 120 minutos.

El método de síntesis del poliéter que contiene isocianurato es el siguiente: en un matraz de reacción equipado con un termómetro, embudo de goteo, condensador de reflujo y agitador, agregue 261 g de isocianurato de tris (2-hidroxietilo), 260 g de tolueno y 1 g. de eterato de trifluoruro de boro. Cuando la temperatura alcanza 50°C, comenzar añadiendo gota a gota 200 g de óxido de propileno. La temperatura de reacción aumenta y la mezcla se mantiene a 120°C durante 1 hora. Después de eliminar el tolueno y otros volátiles a presión reducida, se obtiene un poliéter viscoso, transparente y amarillo (450 g), con un índice de hidroxilo de aproximadamente 374 mg de KOH/g.

Para mejorar la resistencia a la compresión de las espumas blandas, se pueden utilizar poliéter de bisfenol A de cadena larga o poliéter de bisfenol S con valores de hidroxilo bajos. Los oligómeros de fenol-formaldehído y los oligómeros de bisfenol A-formaldehído también pueden servir como iniciadores para la síntesis de poliéteres.

Por ejemplo, 228 g de bisfenol A (1 mol), 244 g de solución de formaldehído al 37% (3 mol) y 5 g de trietilamina reaccionan a 70°C durante 3 horas. Después de añadir 92 g de glicerol (1 mol) y reaccionar durante 30 minutos más, se elimina el agua al vacío a 70°C hasta que el contenido de humedad sea de alrededor del 8%. El compuesto polihidroxifenólico resultante reacciona con 522 g de óxido de propileno a 80–100°C bajo presión durante 3 horas. Después de eliminar el óxido de propileno que no ha reaccionado, se obtiene un poliéter que contiene un anillo aromático viscoso con un contenido de humedad inferior al 0,01% y un índice de hidroxilo de 568 mg de KOH/g.

El poliéter con alto valor de hidroxilo anterior puede reaccionar con 1590 g de óxido de propileno a 110°C bajo la influencia de KOH (5,2 g). Después de la neutralización y purificación del poliéter bruto, se obtiene una espuma de poliéter blanda con un índice de hidroxilo de aproximadamente 48 mg de KOH/g y una viscosidad (a 25°C) de 700 mPa·se obtiene s.