Polyols de polyester aromatiques

Polyols de polyester pour mousse rigide

Les polyester-polyols utilisés pour les mousses rigides sont généralement fabriqués à partir d'acides dicarboxyliques aromatiques (ou de leurs anhydrides ou esters) et de diols (ou polyols). Les matières premières courantes pour la production de polyester comprennent l'acide téréphtalique, l'anhydride phtalique et divers polyols tels que l'éthylène glycol et le propylène glycol. Compte tenu de la viscosité, du coût et des performances, les polyester-polyols aromatiques utilisent souvent un mélange d'acide adipique et d'anhydride phtalique dans des proportions spécifiques comme matières premières d'acide dicarboxylique. L'ajout de petites quantités de triols introduit des structures ramifiées dans les molécules de polyester polyol.

Au début des années 1980, les polyesters polyols dérivés de déchets et de résidus de polyester (par exemple le polyéthylène téréphtalate ou PET) se sont développés rapidement en raison de leur faible coût et de leurs prix compétitifs. Les mousses rigides à base de ces polyols présentent une meilleure résistance aux flammes par rapport à celles utilisant des polyéther polyols. Les premières applications de polyols de polyester pour les mousses rigides de polyuréthane (PU) impliquaient des polyols à haute fonctionnalité, mais leur viscosité intrinsèquement plus élevée par rapport aux polyols de polyéther posait des défis opérationnels à température ambiante. Par la suite, il a été constaté que les polyester-polyols à faible fonctionnalité, avec des viscosités relativement plus faibles, offraient d'excellentes performances dans des applications telles que les mousses PIR (polyisocyanurate).

Application dans les formulations de mousse rigide

Dans l'industrie, les polyester-polyols aromatiques remplacent souvent une partie ou la totalité des polyéther-polyols dans les formulations de mousse rigide de polyuréthane et de polyisocyanurate. Les polyester-polyols aromatiques conviennent particulièrement aux mousses de polyisocyanurate. Les anneaux benzéniques abondants dans la structure de la mousse améliorent à la fois la résistance à la chaleur et le caractère ignifuge. À l’échelle internationale, les polyester-polyols aromatiques sont largement utilisés dans la production de panneaux sandwich en mousse pour la construction et les applications de mousse pulvérisée sur site dans l’industrie du bâtiment.

Ces mousses rigides de polyuréthane contenant du polyester présentent non seulement les propriétés des mousses rigides à base de polyéther, mais également une ténacité améliorée, une excellente résistance aux flammes et des avantages en termes de coût. De plus, la teneur élevée en groupes hydroxyle primaires des polyester-polyols augmente leur réactivité, permettant une utilisation réduite du catalyseur.

Mélange avec des polyols polyéthers à haute fonctionnalité

Les polyester-polyols aromatiques peuvent être mélangés avec des polyéther-polyols à haute fonctionnalité pour la préparation de mousses de polyuréthane rigides. Par exemple, Stepan Company aux États-Unis. produit des polyester-diols aromatiques pour les mousses rigides de polyuréthane et de polyisocyanurate. Utilisant des matières premières de haute pureté, ces polyester-polyols présentent une faible couleur, une faible viscosité et des propriétés constantes, avec une teneur en humidité &le ; 0,15 %. La teneur élevée en aromatiques améliore la dureté de la mousse et la résistance à la chaleur, tandis que la faible viscosité facilite un mélange facile.

Ces polyester diols servent d'allongeurs de chaîne dans la production de panneaux rigides en polyisocyanurate (PIR), de mousses appliquées par pulvérisation de faible densité, de mousses rigides haute densité et de mousses d'emballage.

Recyclage et innovations

Depuis le début des années 1980, les polyester-polyols produits à partir de déchets et résidus de PET ont connu une croissance rapide en raison de leur rapport coût-efficacité. Par exemple, un polyester polyol aromatique fabriqué à partir de résidus de PET et de diéthylène glycol a un indice d'hydroxyle de (400±50) mg KOH/g, viscosité de 2.0–4.0 Pennsylvanie·s, indice d'acide &le ; 5,0 mg KOH/g et teneur en humidité &le ;0,2 %.

Récemment, la société française TBI a lancé une nouvelle usine d'une capacité de production de 15 000 tonnes par an de polyesters polyols aromatiques (APP) utilisant des déchets PET comme matière première. Les bouteilles de déchets PET aplaties sont directement traitées par alcoolyse pour produire des polyester-polyols aromatiques à faible viscosité. Ces polyols ont une viscosité de 700 mPa·s, une teneur en diol libre inférieure à 5 % et une excellente stabilité au stockage. Les applications incluent les panneaux de mousse PIR ignifuges pour la construction, les produits d'isolation thermique et les matériaux d'insonorisation en polyuréthane.