Polyols polyéther spéciaux – Polyols polymères

Les polyétherpolyols greffés sur polymère vinylique, communément appelés « polyols polymères » ou POP, sont produits en utilisant des polyétherpolyols conventionnels (généralement des polyéthertriols à mousse souple standard et des polyéthers à haute activité) comme polyéther de base. En introduisant des monomères vinyliques tels que l'acrylonitrile, le styrène, le méthacrylate de méthyle, l'acétate de vinyle et le chlorure de vinyle, ainsi qu'un initiateur, la polymérisation par greffage radicalaire est réalisée sous protection d'azote à environ 100°C. Le POP est un type essentiel de polyol utilisé dans les mousses de polyuréthane moulées et en blocs souples et semi-rigides.

Les polyols polymères sont généralement d'apparence blanche ou jaune laiteux clair et contiennent des charges organiques, qui peuvent remplacer les charges inorganiques. Cette substitution améliore la capacité portante et la résilience de la mousse de polyuréthane, ainsi que sa structure cellulaire et ses propriétés physico-mécaniques.

La recherche indique que le segment -CH₂-CH₂-O- dans les molécules de polyéther permet d'obtenir un effet de greffage plus élevé que le segment -CH₂-CH(CH₃)-O-. Ainsi, les polyéther-polyols de base sont généralement des copolyéthers d'oxyde de propylène et d'oxyde d'éthylène, sélectionnés avec des teneurs finales en EO et des poids moléculaires variables (3 000 à 6 000) en fonction de l'utilisation finale. Le polyéther de base peut être un polyéther polyol simple ou un polyéther polyol mixte. En pratique, le POP utilise couramment du polyéther triol comme polyéther de base et du styrène-acrylonitrile comme monomères de greffage.

Dans l'industrie, les initiateurs couramment utilisés sont l'azobisisobutyronitrile (AIBN) et le peroxyde de benzoyle (BPO). Les systèmes utilisant le BPO comme initiateur ont de faibles taux de conversion des monomères et les produits de décomposition du BPO augmentent l'indice d'acide, prolongent le temps de moussage et réduisent la résistance de la mousse, limitant ainsi son applicabilité. Bien que l'AIBN présente des inconvénients tels que la toxicité, une faible solubilité dans les solvants ordinaires, un taux de décomposition lent et une température de décomposition élevée, il offre plusieurs avantages.:

1. Une demi-vie appropriée dans les 100-125°C plage de températures de polymérisation par greffage ;

2. Haute efficacité d'amorçage, avec des rendements en styrène et en acrylonitrile de 80 % et 100 %, respectivement ;

3. Produit un seul radical lors de la décomposition ;

4. Ne génère aucun acide pendant la décomposition, laissant l'indice d'acide inchangé et évitant les odeurs désagréables, ce qui donne un polyol polymère à faible viscosité ;

5. Taux de conversion élevé des monomères avec des rendements allant jusqu'à 98 % ;

6. Facilement disponible et rentable.

Pour ces raisons, l’AIBN est l’initiateur privilégié pour la préparation des POP.

Les polyols polymères sont des mélanges contenant trois types de polymères : un polyéther n'ayant pas réagi (polyéther de base), un polyéther greffé de copolymère vinylique et des polymères vinyliques particulaires (ou copolymères) dispersés dans le polyéther. La quantité de copolymère vinylique greffé sur le polyéther est généralement minime. Bien que la teneur en polymère greffé des polyols polymères soit faible, il s'agit d'un composant crucial, améliorant la compatibilité entre les phases solide et liquide dans le système de dispersion, réduisant l'agrégation et l'adhésion des particules et assurant l'uniformité et la stabilité de la taille des particules et de la viscosité du système. La dispersion reste stable grâce au greffage partiel au sein du polymère.