Karboxil hidrofil lánchosszabbítók DMBA és DMPA.

Előszó

A vízbázisú poliuretán gyártása során a karbonsav anionos hidrofil lánchosszabbítóként egyfajta diolt tartalmazó karbonsav, amelyet egyedülálló molekulaszerkezete és kiváló termékteljesítménye miatt széles körben használnak.
A karbonsav típusú lánchosszabbító főként 2,2-dihidroxi-metil-propionsavat (DMPA) és 2,2-dihidroxi-metil-vajsavat (DMBA) tartalmaz.Ez egy egyedülálló többfunkciós blokkolt diol molekula, amely hidroxil- és karboxilcsoportokat is tartalmaz.Lúggal végzett semlegesítés után a szabad savcsoport aktívan javíthatja a gyanta vízoldhatóságát vagy diszperziós teljesítményét;Poláris csoportokat vezettek be, hogy javítsák a bevonatok tapadását és a szintetikus szálak színező tulajdonságait;Növelje a bevonat lúgoldhatóságát.Alkalmazható vízoldható poliuretán rendszerre, vízoldható alkidgyantára és poliészter gyantára, epoxi-észter bevonatra, poliuretán elasztomerre és porbevonatra.
Bőrkémiai anyagokban, folyadékkristályokban, tintákban, élelmiszer-adalékanyagokban és ragasztó vegyszerekben is használható, különösen vízemulziós poliuretán és bőrkikészítő szerek gyártásában.Ez nem csak egy lánchosszabbító, hanem egy jó önemulgeáló szer is a poliuretánhoz, amely nagymértékben javíthatja a poliuretán vizes lotion stabilitását, ezért széles körben használják.

A dihidroxi-metil-karbonsav használatának előnyei

A vizes poliuretán lotion általában hidrofil anyagot visz be a poliuretán molekulaláncba, majd lúggal semlegesíti, hogy sót képezzen, és mechanikus keveréssel ionmentes vízben diszpergálva poliuretán vizes lotiont képez.
A vízbázisú poliuretánban főként háromféle hidrofil anyagot használnak: anionos, kationos és nemionos.Az anionos típus főként a következőket tartalmazza: 2,2-dihidroxi-metil-propionsav, 2,2-dihidroxi-metil-vajsav, borkősav, butándiol-szulfonát, nátrium-etilén-diamin-etánszulfonát, glicerin és maleinsavanhidrid;A kationos típus főként a következőket tartalmazza: metil-dietanol-amin, trietanol-amin stb.;A nem ionos típus főleg a hidroxil végződésű polietilén-oxidot foglalja magában.
A nemionos hidrofil szer, például polietilén-oxid tartalmának nagyon magasnak kell lennie ahhoz, hogy a diszperzió stabil legyen.A hidroxil-polioxietilén-éterből, mint hidrofil csoportból készült vízbázisú poliuretán gyanta jó elektrolitállósággal rendelkezik, de a fólia vízállósága nagyon gyenge, ezért nem praktikus;
A kationos hidrofil szer, például az etilén-diamin-nátrium-akrilát addukt, mint hidrofil vegyület, az egész reakciórendszert lúgosítja.Nem csak - NH2 csoport és - NCO csoport között van gyors reakció, hanem - NCO csoport és - nhcoo között is.Ezért a reakciót nehéz szabályozni, és könnyen gélesedik.Ezenkívül az elkészített lotion durva részecskéket és gyenge filmképző vízállóságot tartalmaz, ezért nem használható az iparban;
A dihidroxi-metil-karbonsav anionos formában két hidroxilcsoportot tartalmaz, és lánchosszabbítóként is működik.Ez a kettős szerep nagy előnyökkel jár az önemulgeáló Pu lotion elkészítésében.A karbamát szintézise során savassá teszi a reakciórendszert.Savas körülmények között a reakció - NCO és - Oh között enyhe, míg - nhcoo - nem vesz részt a reakcióban, és nem okoz gélesedést.Ezenkívül a dimetilol-karbonsav lánchosszabbítóként is működik, így a hidrofil csoport (azaz a karboxilcsoport) a makromolekuláris láncszegmensben helyezkedik el.A tercier amint semlegesítőszerként használva kiváló stabilitású, kiváló filmképző víz- és oldószerállóságú vizes poliuretán gyanta állítható elő.A dihidroxi-metil-karbonsav a legjobb hidrofil vegyület, amelyet széles körben használnak a vízbázisú poliuretángyanták előállításához.

2,2-dihidroxi-metil-propionsav (DMPA) és 2,2-dihidroxi-metil-vajsav (DMBA)

A kétféle dihidroxi-metil-karbonsav közül a 2,2-dihidroxi-metil-propionsavat régóta használják, és jelenleg széles körben használt hidrofil lánchosszabbító.Bár számos előnye van, számos hátránya is van, elsősorban a magas olvadáspontja (180-185 ℃) miatt, amely nehezen melegíthető és megolvasztható, amihez szerves oldószerek, például N-metil-pirrolidon (NMP) hozzáadása szükséges. n N-dimetilamid (DMF), aceton stb., míg az NMP-nek magas a forráspontja, amelyet nehéz eltávolítani az APU elkészítése után.Ezenkívül a DMPA kismértékben oldódik acetonban, és nagy mennyiségű acetont kell hozzáadni a szintézis folyamatához.A keton eltávolítási folyamat nemcsak energiát pazarol, hanem biztonsági kockázatokat is rejt magában.Ezért a 2,2-dihidroxi-metil-propionsav használata nemcsak nagy energiafogyasztást jelent, hanem könnyen szerves maradványokat is okozhat a termékben.
A 2,2-dihidroxi-metil-propionsavhoz képest a 2,2-dihidroxi-metil-vajsav a következő előnyökkel rendelkezik:
1. Szerves oldószerekben jobban oldódik.A következő táblázat a DMBA és a DMPA oldhatósági adatait mutatja különböző hőmérsékleteken és oldószerekben;
A DMBA és a DMPA oldhatósági adatai különböző hőmérsékleteken és oldószerekben:

Oldhatóság: mértékegység: g / 100g oldószer
Vízben való oldhatóság: DMBA esetében 48%, DMPA esetében 12%.

2. Nagy reakciósebesség, gyors reakciósebesség és alacsony reakcióhőmérséklet.Például a poliuretán prepolimer szintetizálásának reakcióideje rövid, általában csak 50-60 perc, míg a DMPA esetében 150-180 perc;
3. Finomabb szemcseméretű és szűk eloszlású vízbázisú poliuretán lotionhoz használják;
4. Alacsony olvadáspont, 108-114 ℃;
5. A képletek sokfélesége csökkentheti az oldószerek felhasználását, így csökkenthető az oldószerek és a hulladékfolyadék kezelésének költsége;
6. Teljesen oldószermentes poliuretán és poliészter rendszerek készítésére használható;
A tényleges szintézis folyamatban nem kell oldószert fogyasztania.Az előállított lotion jó teljesítménnyel és kiváló mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik a filmnek, ami nemcsak lerövidíti a reakcióidőt, csökkenti az energiafogyasztást, hanem energiát is megtakarít.Ezért a 2,2-dihidroxi-metil-vajsav a legismertebb hidrofil vegyület.