polyol

Polyol:
Giới thiệu chung:
Thuật ngữ “polyol” để chỉ tên các rượu đa chức. Có hai loại polyol chính sử dụng trong công nghiệp urethane là polyester polyol và polyether polyol. Polyether polyol ngày nay chiếm hơn 90% lượng polyol sử dụng, do đó chúng ta sẽ không bàn thêm nhiều về polyester polyol.
Polyether polyol là dạng rượu đa chức có mạch dài chứa nhóm liên kết ether (ê te C – O - C)

(* có những thuật ngữ không chính xác sẽ được sửa sau mong bà con góp ý!)

Organic oxide (oxit hữu cơ) để tổng hợp polyol
Các oxit hữu cơ để sản xuất polyether polyol là các epoxide (e pô xít) có chứa vòng ether.
Các ô xít hữu cơ sử dụng để sản xuất polyether polyol thường là các alkene oxide (an ken oxit) như là:
- Ethylene oxide (E.O)
- Propylene oxide (P.O)
- 1,2 – Butylene oxide
- Epichlorohydrin
Chất khởi đầu và chức năng của chúng
Chất khởi đầu chứa các nguyên tử hydrogen (H) hoạt động. Số nguyên tử hydrogen hoạt động của chất khởi đầu là số chức hoạt động của nó.
Các chất khởi đầu thông thường để tổng hợp polyether polyol được liệt kê sau đây:
Nước (chức hoạt động 2)
Ethyelene glycol (2)
1,2 – Propylene glycol (2)
Glycerine (3)
Trimethylopropane (3)
Ethelene diamine (4)
Pentaerythritol (4)
Diethylene triamine (5)
Sorbitol (6)
Sucrose (8)

Sản xuất Polyol

Phản ứng cộng giữa alkene oxide với chất khởi đầu xảy ra trong điều kiện có mặt của xúc tác, thường là một base mạnh (ba zơ mạnh).
Nếu chất khởi đầu sử dụng có hai chức, thí dụ, ethylene glycol hay propylene glycol, khi đó sản phẩm (hỗn hợp sản phẩm) sẽ chứa hai chức polyol hay diol. Ví dụ, ethylene glycol có thể chuyển thành poly (exoethylene) glycol với khối lượng phân tử điều khiển theo lượng ethylene oxide thêm vào:

Nếu chất khởi đầu chứa ba chức như là glycerine, khi cộng với alkene oxide tạo ra chuỗi tuyến tính theo ba hướng. Sản phẩm phản ứng sẽ là dạng triol (chứa ba nhóm OH).

Tính chất vật lý và hóa học của polyol phụ thuộc phần lớn vào các yếu tố:
1 Loại alkene oxide sử dụng
2. Thứ tự cộng hợp alkene oxide sử dụng (nếu sử dụng nhiều alkene oxide)
3. Nhóm chức của chất khởi đầu

Ethylene oxide (E.O) và propylene oxide (P.O) là hai alkene oxide được sử dụng trong thương mại. Bằng cách thay đổi tỷ lệ của E.O và P.O sẽ tạo ra nhiều loại cấu trúc polyol khác nhau.
Nếu E.O được cộng vào sau cùng, sản phẩm sẽ có đuôi là nhóm hydroxy bậc một (OH):

Nếu quá trình polymer hóa với các alkene oxide khác như là P.O sẽ cho đuôi là nhóm hydroxy bậc hai.

Nhóm hydroxy bậc một hoạt động hơn nhóm bậc hai, polyol có nhóm bậc một thường được gọi là polyol bịt hay nắp E.O, có hoạt tính cao hơn các polyol khác.

Kiểu polyol và ứng dụng

Hai đặc trưng quan trọng nhất của polyol là khối lượng phân tử và nhóm chức được biểu thị liên hệ qua biểu thức:

Khối lượng đương lượng (E.W) = (khối lượng phân tử)/(số nhóm chức)
Bảng dưới chỉ mối liên hệ giữa nhóm chức và khối lượng đương lượng của polyol và ứng dụng sử dụng của chúng.

Polyol cho mút khối mềm
Polyol cho mút khối mềm chủ yếu là các triol (ba nhóm chức) có khối lượng đương lượng nằm trong khoảng 500 đến 2500. Cũng có thể sử dụng hỗn hợp của triol và diol nhưng với điều kiện lượng nhóm chức trung bình không bé hơn 2,5. Các polyol cơ bản là poly (oxypropylen) triol với các khối oxyethylene (-CH2-CH2-O-) chiếm khoảng 5 đến 20% khối lượng.
Polyol cho mút khối đàn hồi cao hoặc mút đổ khuôn
Là những polyol đầu bịt E.O có phân tử lượng đương lượng khoảng từ 1500 đến 2100.

Polyol cho mút cứng (Rigid foam)

Polyol cho mút cứng thường có số nhóm chức cao ( > 3) và có phân tử lượng đương lượng nhỏ hơn 200. Cần sử dụng polyol có số nhóm chức cao vì mút cứng cần lượng liên kết ngang lớn hơn.
Bảng : lượng nhóm chức và phân tử lượng đương lượng của polyol và kiểu mút

Comments