Polióis Poliéteres Especiais – Polióis Poliéteres Aromáticos e Heterocíclicos

Os poliéteres comuns são normalmente sintetizados usando polióis alifáticos saturados como iniciadores, resultando em poliéteres polióis alifáticos. Em contraste, os polióis poliéteres aromáticos ou heterocíclicos são sintetizados utilizando polióis aromáticos ou heterocíclicos como iniciadores. Espumas rígidas de poliuretano baseadas em polióis poliéteres aromáticos e heterocíclicos apresentam alta resistência térmica, retardamento de chama, estabilidade dimensional e resistência à compressão. Os poliéteres resistentes a altas temperaturas geralmente contêm anéis de benzeno ou heterociclos. Os iniciadores para esses poliéteres incluem compostos como bisfenol A, bisfenol S, oligômero de fenol-formaldeído, tolueno diamina, oligômero de anilina-formaldeído e isocianurato de tris(2-hidroxietil) (THEIC), ou misturas destes com iniciadores comuns. Quando estruturas de aminas terciárias estão presentes na molécula, o poliéter também pode ter propriedades autocatalíticas, levando a espumas rígidas de poliuretano com estruturas celulares finas e menor condutividade térmica.

Um poliéter poliol sintetizado usando tolueno diamina como iniciador tem um valor de hidroxila de 320-340 mg KOH/g e uma viscosidade (em 25°C) de 5640 mPa·s.

O poliéter poliol heterocíclico sintetizado usando tris (2-hidroxietil) isocianurato como iniciador não apenas exibe alta resistência térmica, mas também possui certas propriedades retardadoras de chama devido à estrutura heterocíclica de seis membros do isocianurato contendo nitrogênio. Quando combinada com poliéter contendo fósforo, a espuma rígida de poliuretano resultante demonstra um retardamento de chama ainda superior, resistindo a uma 1000°Chama de propano C por até 120 minutos.

O método de síntese para poliéter contendo isocianurato é o seguinte: Em um balão de reação equipado com termômetro, funil de gotejamento, condensador de refluxo e agitador, adicione 261 g de tris(2-hidroxietil)isocianurato, 260 g de tolueno e 1 g de eterato de trifluoreto de boro. Quando a temperatura atinge 50°C, comece a adicionar 200 g de óxido de propileno gota a gota. A temperatura da reação aumenta e a mistura é mantida a 120°C por 1 hora. Após remoção do tolueno e outros voláteis sob pressão reduzida, obtém-se um poliéter amarelo, transparente e viscoso (450 g), com um valor de hidroxila de aproximadamente 374 mg KOH/g.

Para aumentar a resistência à compressão de espumas macias, podem ser utilizados polióis de poliéter bisfenol A de cadeia longa ou poliéter bisfenol S com baixos valores de hidroxila. Oligômeros de fenol-formaldeído e oligômeros de bisfenol A-formaldeído também podem servir como iniciadores para a síntese de poliéteres.

Por exemplo, 228 g de bisfenol A (1 mol), 244 g de solução de formaldeído a 37% (3 mol) e 5 g de trietilamina reagem a 70°C por 3 horas. Depois de adicionar 92 g de glicerol (1 mol) e reagir durante mais 30 minutos, a água é removida sob vácuo a 70°C até que o teor de umidade esteja em torno de 8%. O composto polihidroxifenólico resultante reage com 522 g de óxido de propileno a 80–100°C sob pressão por 3 horas. Após a remoção do óxido de propileno que não reagiu, obtém-se um poliéter contendo um anel aromático viscoso com um teor de umidade inferior a 0,01% e um valor de hidroxila de 568 mg KOH/g.

O poliéter de alto valor hidroxila acima pode reagir com 1590 g de óxido de propileno a 110°C sob influência de KOH (5,2 g). Após neutralização e purificação do poliéter bruto, um poliéter de espuma macia com um valor de hidroxila de cerca de 48 mg KOH/g e uma viscosidade (em 25°C) de 700 mPa·s é obtido.