Extensores de cadea hidrofílica carboxílica DMBA e DMPA.

Prefacio

Na produción de poliuretano de auga, o ácido carboxílico como extensor de cadea hidrófilo aniónico é un tipo de ácido carboxílico con diol, que foi amplamente utilizado pola súa estrutura molecular única e excelente rendemento do produto.
O extensor de cadea tipo ácido carboxílico inclúe principalmente ácido 2,2-dihidroximetilpropiónico (DMPA) e ácido 2,2-dihidroximetilbutírico (DMBA).É unha única molécula de diol bloqueado multifuncional con grupos hidroxilo e carboxilo.Despois da neutralización con álcali, o grupo ácido libre pode mellorar activamente a solubilidade en auga ou o rendemento de dispersión da resina;Introducíronse grupos polares para mellorar a adhesión dos revestimentos e as propiedades de tinguidura das fibras sintéticas;Aumenta a solubilidade alcalina do revestimento.Pódese aplicar ao sistema de poliuretano soluble en auga, resina alquídica e resina de poliéster soluble en auga, revestimento de éster epoxi, elastómero de poliuretano e revestimento en po.
Tamén se pode usar en materiais químicos de coiro, cristais líquidos, tintas, aditivos alimentarios e produtos químicos adhesivos, especialmente na fabricación de poliuretano en emulsión de auga e axentes de acabado de coiro.Non só é un extensor de cadea, senón tamén un bo axente autoemulsionante para o poliuretano, que pode mellorar moito a estabilidade da loção de auga de poliuretano, polo que é amplamente utilizado.

Vantaxes do uso de ácido dihidroximetilcarboxílico

A loción acuosa de poliuretano adoita introducir un axente hidrófilo na cadea molecular do poliuretano, despois neutralízase con álcali para formar sal e dispersase en auga desionizada mediante axitación mecánica para formar unha loción acuosa de poliuretano.
Existen principalmente tres tipos de axentes hidrófilos utilizados no poliuretano de auga: aniónicos, catiónicos e non iónicos.O tipo aniónico inclúe principalmente: ácido 2,2-dihidroximetilpropiónico, ácido 2,2-dihidroximetilbutírico, ácido tartárico, sulfonato de butanodiol, etilendiaminoetansulfonato de sodio, glicerol e anhídrido maleico;O tipo catiónico inclúe principalmente: metildietanolamina, trietanolamina, etc;O tipo non iónico inclúe principalmente óxido de polietileno terminado en hidroxilo.
O contido de axente hidrófilo non iónico como o óxido de polietileno debe ser moi alto para que a dispersión sexa estable.A resina de poliuretano baseada na auga feita de éter de polioxietileno hidroxilo como grupo hidrófilo ten unha boa resistencia aos electrólitos, pero a resistencia á auga da película é moi pobre, polo que non é práctico;
O axente hidrófilo catiónico, como o aducto de acrilato sódico de etilendiamina, como un composto hidrófilo, fai que todo o sistema de reacción sexa alcalino.Non só hai unha reacción rápida entre o grupo -NH2 e o grupo -NCO, senón tamén unha reacción entre o grupo -NCO e -nhcoo.Polo tanto, a reacción é difícil de controlar e é fácil de xelificar.Ademais, a loção preparada ten partículas grosas e escasa resistencia á auga que forma película, polo que non se pode usar na industria;
O ácido dihidroximetilcarboxílico en forma aniónica contén dous grupos hidroxilo e tamén actúa como un extensor de cadea.Este dobre papel fai que amose grandes vantaxes na preparación da loção Pu autoemulsionante.Durante a síntese de carbamato, fai que o sistema de reacción sexa ácido.En condicións ácidas, a reacción entre - NCO e - Oh é leve, mentres que - nhcoo - non participa na reacción e non causará xel.Ademais, o ácido dimetilol carboxílico tamén actúa como un extensor de cadea, polo que o grupo hidrófilo (é dicir, o grupo carboxilo) está situado no segmento da cadea macromolecular.Usando amina terciaria como axente neutralizante, pódese preparar unha resina de poliuretano acuosa cunha excelente estabilidade e excelente resistencia á auga e aos disolventes formadores de película.O ácido dihidroximetil carboxílico é o mellor composto hidrófilo amplamente utilizado na preparación de resinas de poliuretano en auga.

Ácido 2,2-dihidroximetilpropiónico (DMPA) e ácido 2,2-dihidroximetilbutírico (DMBA)

Entre os dous tipos de ácidos dihidroximetil carboxílicos, o ácido 2,2-dihidroximetilpropiónico utilizouse durante moito tempo e é un extensor de cadea hidrófilo moi utilizado na actualidade.Aínda que ten moitas vantaxes, tamén ten moitas desvantaxes, principalmente debido ao seu alto punto de fusión (180-185 ℃), que é difícil de quentar e derreter, o que require a adición de disolventes orgánicos como a N-metilpirrolidona (NMP). n N-dimetilamida (DMF), acetona, etc., mentres que a NMP ten un alto punto de ebulición, que é difícil de eliminar despois de preparar APU.Ademais, o DMPA ten unha pequena solubilidade en acetona e hai que engadir unha gran cantidade de acetona no proceso de síntese.O proceso de eliminación de cetona non só desperdicia enerxía senón que tamén trae riscos de seguridade.Polo tanto, o uso de ácido 2,2-dihidroximetilpropiónico non só é elevado no consumo de enerxía, senón que tamén é fácil de causar residuos orgánicos no produto.
En comparación co ácido 2,2-dihidroximetilpropiónico, o ácido 2,2-dihidroximetilbutírico ten as seguintes vantaxes:
1. Ten mellor solubilidade en disolventes orgánicos.A seguinte táboa mostra os datos de solubilidade de DMBA e DMPA en diferentes temperaturas e disolventes;
Datos de solubilidade de DMBA e DMPA en diferentes temperaturas e disolventes:

Solubilidade: unidade: g/100 g disolvente
Solubilidade en auga: 48% para DMBA e 12% para DMPA.

2. Alta velocidade de reacción, velocidade de reacción rápida e baixa temperatura de reacción.Por exemplo, o tempo de reacción para sintetizar o prepolímero de poliuretano é curto, xeralmente só 50-60 minutos, mentres que o DMPA leva 150-180 minutos;
3. Utilízase para a loção de poliuretano a base de auga cun tamaño de partícula máis fino e distribución estreita;
4. Baixo punto de fusión, 108-114 ℃;
5. A diversidade de fórmulas pode reducir o uso de disolventes, reducindo así o custo dos disolventes e do tratamento de líquidos residuais;
6. Pódese usar para preparar sistemas de poliuretano e poliéster totalmente libres de disolventes;
No proceso de síntese real, non necesita consumir ningún disolvente.A loção producida ten un bo rendemento e excelentes propiedades mecánicas da película, o que non só acurta o tempo de reacción, reduce o consumo de enerxía, senón que tamén aforra enerxía.Polo tanto, o ácido 2,2-dihidroximetilbutírico é o composto hidrófilo máis coñecido.