Karboxylové hydrofilní prodlužovače řetězce DMBA a DMPA.

Předmluva

Při výrobě vodou ředitelného polyuretanu je karboxylová kyselina jako aniontový hydrofilní prodlužovač řetězce druhem karboxylové kyseliny s diolem, který byl široce používán pro svou jedinečnou molekulární strukturu a vynikající vlastnosti produktu.
Prodlužovač řetězce typu karboxylové kyseliny obsahuje hlavně kyselinu 2,2-dihydroxymethylpropionovou (DMPA) a kyselinu 2,2-dihydroxymethylmáselnou (DMBA).Jedná se o unikátní multifunkční blokovanou molekulu diolu s hydroxylovými i karboxylovými skupinami.Po neutralizaci alkálií může volná kyselá skupina aktivně zlepšit rozpustnost ve vodě nebo disperzní vlastnosti pryskyřice;Polární skupiny byly zavedeny pro zlepšení adheze povlaků a barvicích vlastností syntetických vláken;Zvyšte rozpustnost nátěru v alkáliích.Může být aplikován na vodou ředitelný polyuretanový systém, vodou rozpustnou alkydovou pryskyřici a polyesterovou pryskyřici, epoxidový esterový nátěr, polyuretanový elastomer a práškový nátěr.
Může být také použit v kožených chemických materiálech, tekutých krystalech, inkoustech, potravinářských přídatných látkách a lepicích chemikáliích, zejména při výrobě vodních emulzních polyuretanů a činidel pro konečnou úpravu kůže.Není to jen prodlužovač řetězce, ale také dobrý samoemulgační prostředek pro polyuretan, který může výrazně zlepšit stabilitu polyuretanové vody, takže je široce používán.

Výhody použití kyseliny dihydroxymethylkarboxylové

Vodný polyuretanový lotion obvykle zavádí hydrofilní činidlo do polyuretanového molekulárního řetězce, poté neutralizuje alkálií za vzniku soli a disperguje v deionizované vodě mechanickým mícháním za vzniku polyuretanového vodného lotionu.
Ve vodním polyuretanu se používají hlavně tři typy hydrofilních činidel: aniontové, kationtové a neiontové.Aniontový typ zahrnuje hlavně: kyselinu 2,2-dihydroxymethylpropionovou, kyselinu 2,2-dihydroxymethylmáselnou, kyselinu vinnou, butandiolsulfonát, ethylendiaminethansulfonát sodný, glycerol a anhydrid kyseliny maleinové;Kationtový typ zahrnuje hlavně: methyldiethanolamin, triethanolamin atd.;Neiontový typ zahrnuje hlavně polyethylenoxid zakončený hydroxylovou skupinou.
Obsah neiontového hydrofilního činidla, jako je polyethylenoxid, musí být velmi vysoký, aby byla disperze stabilní.Vodou ředitelná polyuretanová pryskyřice vyrobená z hydroxypolyoxyethylenetheru jako hydrofilní skupiny má dobrou odolnost vůči elektrolytu, ale voděodolnost filmu je velmi špatná, takže to není praktické;
Kationtové hydrofilní činidlo, jako je adukt akrylátu sodného ethylendiaminu, jako hydrofilní sloučenina, činí celý reakční systém alkalickým.Dochází nejen k rychlé reakci mezi - NH2 skupinou a - NCO skupinou, ale také k reakci mezi - NCO skupinou a - nhcoo.Reakce se proto obtížně kontroluje a snadno se geluje.Kromě toho má připravený lotion hrubé částice a špatnou filmotvornou odolnost proti vodě, takže jej nelze použít v průmyslu;
Dihydroxymethylkarboxylová kyselina v aniontové formě obsahuje dvě hydroxylové skupiny a působí také jako prodlužovač řetězce.Díky této dvojí roli vykazuje velké výhody při přípravě samoemulgujícího pu lotionu.Během syntézy karbamátu okyseluje reakční systém.Za kyselých podmínek je reakce mezi - NCO a - Oh mírná, zatímco - nhcoo - se reakce neúčastní a nezpůsobí gel.Kromě toho kyselina dimethylolkarboxylová také působí jako prodlužovač řetězce, takže hydrofilní skupina (tj. karboxylová skupina) je umístěna v segmentu makromolekulárního řetězce.Použitím terciárního aminu jako neutralizačního činidla lze připravit vodnou polyuretanovou pryskyřici s vynikající stabilitou a vynikající filmotvornou odolností vůči vodě a rozpouštědlům.Dihydroxymethylkarboxylová kyselina je nejlepší hydrofilní sloučenina široce používaná při přípravě vodou ředitelné polyuretanové pryskyřice.

Kyselina 2,2-dihydroxymethylpropionová (DMPA) a kyselina 2,2-dihydroxymethylmáselná (DMBA)

Mezi dvěma druhy dihydroxymethylkarboxylových kyselin se již dlouhou dobu používá kyselina 2,2-dihydroxymethylpropionová, která je v současnosti široce používaným hydrofilním prodlužovačem řetězce.I když má mnoho výhod, má také mnoho nevýhod, zejména kvůli vysokému bodu tání (180-185 ℃), který se obtížně zahřívá a taví, což vyžaduje přidání organických rozpouštědel, jako je N-methylpyrrolidon (NMP), n-dimethylamid (DMF), aceton atd., zatímco NMP má vysoký bod varu, který se po přípravě APU obtížně odstraňuje.Kromě toho má DMPA malou rozpustnost v acetonu a v procesu syntézy je třeba přidat velké množství acetonu.Proces odstraňování ketonů nejen plýtvá energií, ale přináší i bezpečnostní rizika.Proto je použití kyseliny 2,2-dihydroxymethylpropionové nejen vysoké ve spotřebě energie, ale také snadno způsobuje organické zbytky v produktu.
Ve srovnání s kyselinou 2,2-dihydroxymethylpropionovou má kyselina 2,2-dihydroxymethylmáselná následující výhody:
1. Má lepší rozpustnost v organických rozpouštědlech.Následující tabulka ukazuje údaje o rozpustnosti DMBA a DMPA v různých teplotách a rozpouštědlech;
Údaje o rozpustnosti DMBA a DMPA v různých teplotách a rozpouštědlech:

Rozpustnost: jednotka: g / 100 g rozpouštědla
Rozpustnost ve vodě: 48 % pro DMBA a 12 % pro DMPA.

2. Vysoká reakční rychlost, rychlá reakční rychlost a nízká reakční teplota.Například reakční doba pro syntézu polyuretanového prepolymeru je krátká, obecně pouze 50-60 minut, zatímco DMPA trvá 150-180 minut;
3. Používá se pro vodou ředitelné polyuretanové mléko s jemnější velikostí částic a úzkou distribucí;
4. Nízká teplota tání, 108-114 °C;
5. Rozmanitost receptur může snížit použití rozpouštědel, a tím snížit náklady na rozpouštědla a zpracování odpadních kapalin;
6. Lze jej použít k přípravě polyuretanových a polyesterových systémů zcela bez rozpouštědel;
Ve skutečném procesu syntézy nepotřebuje spotřebovávat žádné rozpouštědlo.Vyrobené mléko má dobrý výkon a vynikající mechanické vlastnosti filmu, což nejen zkracuje reakční dobu, snižuje spotřebu energie, ale také šetří energii.Proto je 2,2-dihydroxymethylmáselná kyselina nejznámější hydrofilní sloučeninou.