Aperçu des différents polyéthers - Polyéthers à haute fonctionnalité

Des polyéthers à haute fonctionnalité peuvent être synthétisés en utilisant des composés hexahydroxylés comme le sorbitol et le mannitol comme initiateurs, qui sont polymérisés avec de l'oxyde de propylène sous catalyse KOH à 100-110°C sous pression. Cela produit des polyéthers hexahydroxylés. En raison de leurs six groupes hydroxyle, ces polyéthers ont une fonctionnalité élevée, ce qui se traduit par une densité de réticulation élevée dans la mousse de polyuréthane, améliorant ainsi la résistance à l'huile, la stabilité à l'oxydation thermique et la stabilité dimensionnelle du produit. La Chine dispose d’abondantes ressources en sorbitol et en mannitol ; en particulier, le mannitol (d'une pureté de 80 à 90 %) est un sous-produit de l'industrie d'extraction de l'iode des algues. La méthode de synthèse du poly(oxyde de propylène) d'hexahydroxymannitol est la même que celle du poly(oxyde de propylène) d'hexahydroxysorbitol.

Le polyéther de mannitol de haute qualité peut produire une mousse de polyuréthane rigide avec une résistance à la chaleur jusqu'à 180°C. La viscosité des hexols de poly(oxyde de propylène) de sorbitol avec des valeurs d'hydroxyle de 654 mg KOH/g et 488 mg KOH/g (poids moléculaires moyens théoriques de 514 et 691, respectivement) est de 134 Pa.·s et 131 Pa·s, avec un indice de couleur APHA de 240 et 200, une teneur en eau de 0,02% et une insaturation de 0,02 mmol/g.

En raison de leur haute fonctionnalité, les polyéthers hexahydroxylés ont une viscosité élevée, ce qui réduit leur compatibilité avec d'autres composants moussants (isocyanates, agents moussants, catalyseurs, etc.), ce qui rend la production de mousse difficile. Pour réduire la viscosité des polyéthers, les procédés industriels utilisent souvent des initiateurs mixtes. Par exemple, un initiateur mixte sorbitol-glycérol peut être utilisé, et le contrôle de la quantité de glycérol permet la synthèse de poly(oxyde de propylène) avec diverses viscosités et compositions, donnant des polyéthers avec des fonctionnalités efficaces comprises entre 3 et 6.

Si le saccharose seul est utilisé comme initiateur dans la polymérisation par ouverture de cycle de l'oxyde de propylène, un polyéther de saccharose octafonctionnel est obtenu. Ce produit est un liquide brun clair à haute viscosité et la mousse de polyuréthane rigide obtenue présente une bonne résistance à la chaleur, une résistance élevée à la compression et des dimensions stables. Lors de la synthèse du polyéther de saccharose octahydroxy, étant donné que le saccharose est cristallin et non miscible avec l'oxyde de propylène, et que le polyéther de saccharose pur a une fonctionnalité et une viscosité élevées avec une faible compatibilité avec d'autres composants moussants, des initiateurs mixtes sont généralement utilisés dans la polymérisation pratique. Par exemple, le glycérol peut être mélangé avec du saccharose comme initiateur, ou d'autres composés polyhydroxylés à fonctionnalité inférieure peuvent être combinés avec du saccharose. Le polyéther de saccharose-glycérol est en fait un mélange de poly(oxyde de propylène) octahydroxy et trihydroxy. La quantité de glycérol dans l’initiateur mixte a un impact significatif sur les propriétés de la mousse de polyuréthane rigide ; pour une bonne stabilité dimensionnelle et une résistance thermique élevée, le rapport molaire glycérol/saccharose dans le polyéther saccharose-glycérol est généralement contrôlé à 0,5.

Les polyétherpolyols à haute fonctionnalité sont principalement utilisés comme matières premières pour les mousses de polyuréthane rigides. Cependant, il a également été rapporté que des polyéther polyols ayant une fonctionnalité moyenne supérieure à 3 et un poids moléculaire relativement élevé, synthétisés à l'aide d'initiateurs à haute fonctionnalité, peuvent être utilisés comme matières premières pour des mousses de polyuréthane souples et semi-rigides.