Visão geral de vários poliéteres - poliéteres de alta funcionalidade

Poliéteres de alta funcionalidade podem ser sintetizados usando compostos hexahidroxi como sorbitol e manitol como iniciadores, que são polimerizados com óxido de propileno sob catálise de KOH a 100-110°C sob pressão. Isso produz poliéteres hexahidroxi. Devido aos seus seis grupos hidroxila, esses poliéteres possuem alta funcionalidade, o que resulta em alta densidade de reticulação na espuma de poliuretano, melhorando a resistência ao óleo do produto, a estabilidade à oxidação térmica e a estabilidade dimensional. A China possui recursos abundantes de sorbitol e manitol; particularmente, o manitol (com uma pureza de 80-90%) é um subproduto da indústria de extração de iodo a partir de algas marinhas. O método de síntese do hexa-hidroxi manitol poli(óxido de propileno) é o mesmo do hexa-hidroxi sorbitol poli(óxido de propileno).

O poliéter manitol de alta qualidade pode produzir espuma rígida de poliuretano com resistência ao calor de até 180°C. A viscosidade dos hexóis de poli(óxido de propileno) de sorbitol com valores de hidroxila de 654 mg KOH/g e 488 mg KOH/g (pesos moleculares médios teóricos de 514 e 691, respectivamente) é 134 Pa·se 131 Pa·s, com índice de cor APHA de 240 e 200, teor de água de 0,02% e insaturação de 0,02 mmol/g.

Devido à alta funcionalidade, os poliéteres hexahidroxi apresentam alta viscosidade, o que reduz sua compatibilidade com outros componentes espumantes (isocianatos, agentes espumantes, catalisadores, etc.), tornando a produção de espuma um desafio. Para reduzir a viscosidade dos poliéteres, os processos industriais utilizam frequentemente iniciadores mistos. Por exemplo, um iniciador misto sorbitol-glicerol pode ser utilizado, e o controle da quantidade de glicerol permite a síntese de poli(óxido de propileno) com diversas viscosidades e composições, produzindo poliéteres com funcionalidades efetivas entre 3 e 6.

Se a sacarose for usada sozinha como iniciador na polimerização de abertura do anel de óxido de propileno, obtém-se um poliéter de sacarose octafuncional. Este produto é um líquido marrom claro de alta viscosidade, e a espuma rígida de poliuretano resultante tem boa resistência ao calor, alta resistência à compressão e dimensões estáveis. Durante a síntese do poliéter de sacarose octa-hidroxi, uma vez que a sacarose é cristalina e não miscível com óxido de propileno, e o poliéter de sacarose puro tem alta funcionalidade e viscosidade com baixa compatibilidade com outros componentes espumantes, iniciadores mistos são normalmente usados ​​na polimerização prática. Por exemplo, o glicerol pode ser misturado com sacarose como iniciador, ou outros compostos poli-hidroxi de funcionalidade inferior podem ser combinados com sacarose. O poliéter de sacarose-glicerol é efetivamente uma mistura de octa-hidroxi e tri-hidroxi poli(óxido de propileno). A quantidade de glicerol no iniciador misto impacta significativamente as propriedades da espuma rígida de poliuretano; para boa estabilidade dimensional e alta resistência ao calor, a razão molar de glicerol para sacarose no poliéter de sacarose-glicerol é geralmente controlada em 0,5.

Polióis poliéteres de alta funcionalidade são usados ​​principalmente como matéria-prima para espumas rígidas de poliuretano. No entanto, também foi relatado que polióis poliéteres com funcionalidade média acima de 3 e peso molecular relativamente alto, sintetizados usando iniciadores de alta funcionalidade, podem ser usados ​​como matérias-primas para espumas de poliuretano macias e semirrígidas.