กระบวนการผลิตและการประยุกต์ใช้คืออะไรโพลีออลโพลีออล?
การผลิตโพลีออลโพลีออล:
ในอุตสาหกรรมโพลียูรีเทน โพลีอีเทอร์โพลีออลส่วนใหญ่จะใช้สำหรับพลาสติกโพลียูรีเทนโฟม รวมถึงโพลิออลโพรพิลีนโพลิออลและโพลีเตตราเมทิลีนอีเทอร์ไกลคอล
1. วัตถุดิบหลัก:
- ออกไซด์อินทรีย์และสารประกอบไซคลิก เช่น ฟิวแรน
- ผู้ริเริ่ม;
- ตัวเร่งปฏิกิริยา
ตัวอย่างของออกไซด์อินทรีย์และสารประกอบไซคลิก ได้แก่ อีพิคลอโรไฮดริน, อีพิคลอโรโพรเพน, อีพอกซีโพรเพน, เตตระไฮโดรฟูแรน เป็นต้น
ตัวเริ่มต้นคือสารประกอบที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำซึ่งประกอบด้วยไฮดรอกซิล, อะมิโน หรือทั้งหมู่ไฮดรอกซิลและอะมิโน เช่น โพรพิลีนไกลคอล, กลีเซอรอล, ไตรเมทิลอลโพรเพน, เอทิลีนไดเอมีน, เพนทาเอริทริทอล, ไซลิทอล, ซูโครส, บิสฟีนอล A, บิสฟีนอล S, ทริส(2-ไฮดรอกซีเอทิล) ไอโซไซยานูเรต และเมทิลีนไดอะนิลีน
ตัวเร่งปฏิกิริยาแบ่งออกเป็นประเภทเชิงซ้อนประจุลบ ประจุบวก และโลหะ ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้กันทั่วไปในอุตสาหกรรมโพลียูรีเทน ได้แก่ ไฮดรอกไซด์โลหะอัลคาไลเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาประจุลบ และกรดลูอิสเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาประจุบวก โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์มักใช้
2. การสังเคราะห์:
- การเตรียมวัตถุดิบล่วงหน้า: ตัวริเริ่มและตัวเร่งปฏิกิริยามักจะผสมไว้ล่วงหน้าเพื่อสร้างอัลคอกไซด์ ซึ่งจากนั้นจะถูกเติมลงในถังปฏิกิริยาหลังจากการคายน้ำแบบสุญญากาศ
- ปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชันแบบเปิดวงแหวน: ปฏิกิริยานี้เป็นปฏิกิริยาคายความร้อนและจำเป็นต้องกำจัดความร้อนของปฏิกิริยาออกอย่างทันท่วงทีเพื่อป้องกันปฏิกิริยาออกซิเดชัน ก๊าซไนโตรเจนแห้งถูกนำมาใช้ก่อนปฏิกิริยาเพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชัน
- กระบวนการหลังการบำบัด: ส่วนใหญ่รวมถึงการทำให้เป็นกลาง การดูดซับ การคายน้ำ การกรอง การกลั่น ฯลฯ
ประเภทของ Polyether Polyols ทั่วไป:
1. โพลีออกซีโพรพิลีนไกลคอล:
- มีชื่อเรียกอีกอย่างว่า โพรพิลีนไกลคอล (PPG)
- จัดทำในภาชนะทำปฏิกิริยาที่ทำด้วยแก้วหรือสเตนเลส
- วัสดุตั้งต้น (1,2-โพรพิลีนไกลคอลหรือ 1,2-ไดออล) และส่วนผสมของตัวเร่งปฏิกิริยา (โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์) ถูกเติมลงในภาชนะเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยา โดยให้ความร้อนถึง 80-100 องศา และตัวทำละลาย ในตัวเร่งปฏิกิริยาจะถูกกำจัดออกภายใต้สุญญากาศเพื่อส่งเสริมการเกิดแอลกอฮอล์ จากนั้น ตัวเร่งปฏิกิริยาจะถูกถ่ายโอนไปยังถังปฏิกิริยา โดยให้ความร้อนถึง 90-120 องศา และเติมโพรพิลีนออกไซด์เพื่อรักษาความดันที่ 0.07-0.35 MPa การเกิดพอลิเมอไรเซชันอย่างต่อเนื่องของโพรพิลีนออกไซด์เกิดขึ้นที่อุณหภูมิและความดันนี้จนกระทั่งถึงน้ำหนักโมเลกุลที่แน่นอน หลังจากที่โพรพิลีนออกไซด์ที่ตกค้างถูกระเหยไป ส่วนผสมโพลีเอเทอร์จะถูกถ่ายโอนไปยังภาชนะทำให้เป็นกลาง ทำให้เป็นกลางด้วยสารที่เป็นกรด จากนั้นจึงกรอง กลั่น และทำให้เสถียรเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์
2. โพลีเตตราเมทิลีน อีเธอร์ ไกลคอล (PTMEG):
- พอลิเมอร์จากเตตระไฮโดรฟูแรนโดยมีตัวเร่งปฏิกิริยาประจุบวก
- กระบวนการผลิต: เติม Tetrahydrofuran ลงในถังปฏิกิริยา เย็นลงจนต่ำกว่า -5 องศา และเติมตัวเร่งปฏิกิริยากรดซัลโฟนิกทีละหยดภายใต้การกวนอย่างเข้มข้น หลังจากเติมน้ำในปริมาณที่วัดได้ อุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นเป็น 70-90 องศา เตตระไฮโดรฟูแรนที่ไม่ทำปฏิกิริยาจะถูกกลั่นออก และหลังจากการตกตะกอน การทำให้เป็นกลาง การกรอง และการปั๊มสุญญากาศ จะได้โพลีเตตราเมทิลีน อีเทอร์ไกลคอล
3. Tetrahydrofuran-Oxide โพรพิลีนโคพอลิเมอร์ไกลคอล:
- โคพอลิเมอร์จาก tetrahydrofuran และโพรพิลีนออกไซด์ภายใต้การเร่งปฏิกิริยาของกรด Lewis
- ผลิตโดยการทำให้เป็นกลาง การล้างน้ำ การคายน้ำ และการกรอง
4. Polyether Polyols พิเศษ:
- รวมถึงโพลีออลโพลีอีเทอร์ที่ทำปฏิกิริยา, โพลีออลโพลีอีเทอร์ที่หน่วงการติดไฟ, โพลิออลโพลิอีเทอร์ที่กราฟต์, โพลีเตตราเมทิลีนไกลคอล และโพลิออลโพลีอีเทอร์ดัดแปลงเฮเทอโรไซคลิก
การจัดเก็บและความเป็นพิษ:
ภาชนะโพลีอีเทอร์โพลีออลสามารถทำจากเหล็ก อลูมิเนียม โพลีเอทิลีน หรือโพลีโพรพีลีน อุณหภูมิการจัดเก็บไม่ควรเกิน 70 องศา และแนะนำให้เติมภาชนะบรรจุด้วยก๊าซไนโตรเจนเพื่อป้องกันการดูดซึมความชื้นและการเกิดออกซิเดชัน โพลีอีเทอร์โพลีออลไม่อยู่ภายใต้กฎข้อบังคับในการจัดเก็บของเหลวไวไฟ แต่ควรเก็บให้ห่างจากน้ำใต้ดินหรือน้ำผิวดิน เนื่องจากไม่สามารถย่อยสลายทางชีวภาพได้ง่าย
โพลีออลโพลีออลที่เป็นกลางทั่วไปมีความเป็นพิษเล็กน้อยเมื่อกลืนกินหรือสัมผัสกับผิวหนัง ดวงตา หรือเยื่อเมือก ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องใช้มาตรการป้องกันส่วนบุคคลในระหว่างการใช้งาน อย่างไรก็ตาม โพลีออลโพลีออลที่มีเอมีนอาจทำให้ผิวหนังและดวงตาระคายเคืองเนื่องจากความเป็นด่าง ดังนั้นควรสวมแว่นตานิรภัยและถุงมือระหว่างการใช้งาน