Karboksilni hidrofilni produživači lanca DMBA i DMPA.

Predgovor

U proizvodnji poliuretana na bazi vode, karboksilna kiselina kao anionski hidrofilni produživač lanca je vrsta karboksilne kiseline s diolom, koja se naširoko koristi zbog svoje jedinstvene molekularne strukture i izvrsnih performansi proizvoda.
Produživač lanca tipa karboksilne kiseline uglavnom uključuje 2,2-dihidroksimetilpropionsku kiselinu (DMPA) i 2,2-dihidroksimetilmaslačnu kiselinu (DMBA).To je jedinstvena multifunkcionalna blokirana diolna molekula s hidroksilnom i karboksilnom skupinom.Nakon neutralizacije s alkalijama, slobodna kiselinska skupina može aktivno poboljšati topljivost u vodi ili disperzijsko djelovanje smole;Polarne skupine uvedene su kako bi se poboljšalo prianjanje premaza i svojstva bojenja sintetičkih vlakana;Povećajte topljivost premaza u alkalijama.Može se primijeniti na poliuretanski sustav topiv u vodi, alkidnu smolu topljivu u vodi i poliestersku smolu, epoksi ester premaz, poliuretanski elastomer i premaz u prahu.
Također se može koristiti u kožnim kemijskim materijalima, tekućim kristalima, tintama, prehrambenim aditivima i ljepljivim kemikalijama, posebno u proizvodnji vodene emulzije poliuretana i sredstava za završnu obradu kože.To nije samo produživač lanca, već i dobro samoemulgirajuće sredstvo za poliuretan, koje može uvelike poboljšati stabilnost poliuretanskog vodenog losiona, pa se široko koristi.

Prednosti korištenja dihidroksimetil karboksilne kiseline

Vodeni poliuretanski losion obično uvodi hidrofilni agens u poliuretanski molekularni lanac, zatim se neutralizira s alkalijom da bi se stvorila sol i dispergira u deioniziranoj vodi mehaničkim miješanjem da bi se formirao poliuretanski vodeni losion.
Postoje uglavnom tri vrste hidrofilnih sredstava koja se koriste u poliuretanu na bazi vode: anionski, kationski i neionski.Anionski tip uglavnom uključuje: 2,2-dihidroksimetilpropionsku kiselinu, 2,2-dihidroksimetilmaslačnu kiselinu, vinsku kiselinu, butandiol sulfonat, natrijev etilendiamin-etansulfonat, glicerol i anhidrid maleinske kiseline;Kationski tip uglavnom uključuje: metildietanolamin, trietanolamin itd.;Neionski tip uglavnom uključuje polietilen oksid s hidroksilnim završetkom.
Sadržaj neionskog hidrofilnog sredstva kao što je polietilen oksid mora biti vrlo visok da bi disperzija bila stabilna.Poliuretanska smola na bazi vode izrađena od hidroksil polioksietilen etera kao hidrofilne skupine ima dobru otpornost na elektrolite, ali vodootpornost filma je vrlo loša, tako da nije praktična;
Kationsko hidrofilno sredstvo, kao što je adukt etilendiamin natrij akrilata, kao hidrofilni spoj, čini cijeli reakcijski sustav alkalnim.Ne postoji samo brza reakcija između - NH2 skupine i - NCO skupine, već i reakcija između - NCO skupine i - nhcoo.Stoga je reakciju teško kontrolirati i lako je želirati.Štoviše, pripremljeni losion ima grube čestice i slabu vodootpornost na stvaranje filma, tako da se ne može koristiti u industriji;
Dihidroksimetil karboksilna kiselina u anionskom obliku sadrži dvije hidroksilne skupine i također djeluje kao produživač lanca.Zbog te dvostruke uloge pokazuje velike prednosti u pripremi Pu losiona koji se samo emulgira.Tijekom sinteze karbamat zakiseljuje reakcijski sustav.U kiselim uvjetima reakcija između - NCO i - Oh je blaga, dok - nhcoo - ne sudjeluje u reakciji i neće uzrokovati gel.Dodatno, dimetilol karboksilna kiselina također djeluje kao produživač lanca, tako da se hidrofilna skupina (tj. karboksilna skupina) nalazi u segmentu makromolekularnog lanca.Koristeći tercijarni amin kao sredstvo za neutralizaciju, može se pripremiti vodena poliuretanska smola s izvrsnom stabilnošću i izvrsnom otpornošću na vodu i otapala koja stvara film.Dihidroksimetil karboksilna kiselina je najbolji hidrofilni spoj koji se široko koristi u pripremi poliuretanske smole na bazi vode.

2,2-dihidroksimetilpropionska kiselina (DMPA) i 2,2-dihidroksimetilmaslačna kiselina (DMBA)

Među dvije vrste dihidroksimetil karboksilnih kiselina, 2,2-dihidroksimetil propionska kiselina se koristi već dugo vremena i hidrofilni je produživač lanca koji se danas naširoko koristi.Iako ima mnoge prednosti, ima i mnoge nedostatke, uglavnom zbog visoke točke taljenja (180-185 ℃), koju je teško zagrijati i taliti, što zahtijeva dodavanje organskih otapala kao što su N-metilpirolidon (NMP), n N-dimetilamid (DMF), aceton, itd., dok NMP ima visoko vrelište, koje je teško ukloniti nakon pripreme APU.Štoviše, DMPA ima malu topljivost u acetonu, pa je potrebno dodati veliku količinu acetona u procesu sinteze.Proces uklanjanja ketona ne samo da gubi energiju, već donosi i sigurnosne rizike.Stoga, uporaba 2,2-dihidroksimetilpropionske kiseline ne samo da je visoka u potrošnji energije, već i lako uzrokuje organske ostatke u proizvodu.
U usporedbi s 2,2-dihidroksimetil propionskom kiselinom, 2,2-dihidroksimetil maslačna kiselina ima sljedeće prednosti:
1. Ima bolju topljivost u organskim otapalima.Sljedeća tablica prikazuje podatke o topljivosti DMBA i DMPA u različitim temperaturama i otapalima;
Podaci o topljivosti DMBA i DMPA u različitim temperaturama i otapalima:

Topivost: jedinica: g / 100g otapala
Topivost u vodi: 48% za DMBA i 12% za DMPA.

2. Visoka brzina reakcije, brza brzina reakcije i niska temperatura reakcije.Na primjer, vrijeme reakcije za sintezu poliuretanskog predpolimera je kratko, općenito samo 50-60 minuta, dok DMPA traje 150-180 minuta;
3. Koristi se za poliuretanske losione na bazi vode s finijim česticama i uskom raspodjelom;
4. Nisko talište, 108-114 ℃;
5. Raznolikost formula može smanjiti upotrebu otapala, čime se smanjuju troškovi otapala i obrade otpadnih tekućina;
6. Može se koristiti za pripremu poliuretanskih i poliesterskih sustava u potpunosti bez otapala;
U stvarnom procesu sinteze ne treba trošiti nikakvo otapalo.Proizvedeni losion ima dobre performanse i izvrsna mehanička svojstva filma, što ne samo da skraćuje vrijeme reakcije, smanjuje potrošnju energije, već i štedi energiju.Stoga je 2,2-dihidroksimetil maslačna kiselina najpoznatiji hidrofilni spoj.