Карбонавыя гідрафільныя падаўжальнікі ланцуга DMBA і DMPA.

Прадмова

У вытворчасці паліурэтана на воднай аснове карбонавая кіслата ў якасці аніённага гідрафільнага падаўжальніка ланцуга з'яўляецца разнавіднасцю карбонавай кіслаты з дыёлам, якая шырока выкарыстоўваецца дзякуючы сваёй унікальнай малекулярнай структуры і выдатным характарыстыкам прадукту.
Пашыральнік ланцуга тыпу карбонавай кіслаты ў асноўным уключае 2,2-дыгідраксіметылпрапіёнавую кіслату (DMPA) і 2,2-дыгідраксіметылмасляную кіслату (DMBA).Гэта ўнікальная шматфункцыянальная заблакаваная малекула диола з гідраксільнай і карбаксільнай групамі.Пасля нейтралізацыі шчолаччу група свабоднай кіслаты можа актыўна паляпшаць растваральнасць у вадзе або дысперсійнасць смалы;Палярныя групы былі ўведзены для паляпшэння адгезіі пакрыццяў і фарбавальных уласцівасцяў сінтэтычных валокнаў;Павялічыць растваральнасць пакрыцця ў шчолачы.Ён можа прымяняцца да вадараспушчальнай поліурэтанавай сістэмы, вадараспушчальнай алкидной і поліэфірнай смалы, эпаксіднага эфірнага пакрыцця, поліурэтанавага эластамера і парашковага пакрыцця.
Ён таксама можа быць выкарыстаны ў скураных хімічных матэрыялах, вадкіх крышталях, чарнілах, харчовых дабаўках і клейкіх хімічных рэчывах, асабліва ў вытворчасці водаэмульсійных паліурэтана і сродкаў для аздаблення скуры.Гэта не толькі падаўжальнік ланцуга, але і добры самаэмульгатар для паліурэтана, які можа значна палепшыць стабільнасць паліурэтанавага воднага ласьёна, таму ён шырока выкарыстоўваецца.

Перавагі выкарыстання дигидроксиметилкарбоновой кіслаты

Водны поліўрэтанавы ласьён звычайна ўводзіць гідрафільны агент у малекулярную ланцужок паліурэтана, затым нейтралізуе шчолаччу з адукацыяй солі і дыспергіруе ў дэіянізаванай вадзе шляхам механічнага мяшання з адукацыяй поліўрэтанавага воднага ласьёна.
Ёсць у асноўным тры тыпу гідрафільных агентаў, якія выкарыстоўваюцца ў паліурэтане на воднай аснове: аніённыя, катыённыя і неіённыя.Аніённы тып у асноўным уключае: 2,2-дигидроксиметилпропионовую кіслату, 2,2-дигидроксиметилмасляную кіслату, вінную кіслату, бутандиолсульфонат, этилендиаминэтансульфонат натрыю, гліцэрына і малеиновый ангідрыд;Катыённы тып у асноўным уключае: метилдиэтаноламин, триэтаноламин і г.д.;Неіённы тып у асноўным уключае аксід поліэтылену з канцавымі гідраксільнымі групамі.
Утрыманне неіённага гідрафільнага агента, такога як поліэтыленаксід, павінна быць вельмі высокім, каб зрабіць дысперсію стабільнай.Поліўрэтанавая смала на воднай аснове, вырабленая з гідраксільнага поліаксіэтыленавага эфіру ў якасці гідрафільнай групы, мае добрую ўстойлівасць да электралітаў, але вадаўстойлівасць плёнкі вельмі нізкая, таму гэта непрактычна;
Катыённы гідрафільны агент, напрыклад, аддукт акрылату этылендыяміну натрыю, як гідрафільнае злучэнне, робіць усю рэакцыйную сістэму шчолачнай.Адбываецца не толькі хуткая рэакцыя паміж групай -NH2 і групай -NCO, але таксама рэакцыя паміж групай -NCO і -nhcoo.Такім чынам, рэакцыю цяжка кантраляваць, і яе лёгка геліраваць.Акрамя таго, прыгатаваны ласьён мае грубыя часціцы і дрэнную пленкообразующую вадаўстойлівасць, таму яго нельга выкарыстоўваць у прамысловасці;
Дигидроксиметилкарбоновая кіслата ў аніённай форме змяшчае дзве гідраксільныя групы і таксама дзейнічае як падаўжальнік ланцуга.Гэтая падвойная роля дае яму вялікія перавагі ў падрыхтоўцы самоэмульгирующегося Pu ласьёна.Падчас сінтэзу карбамат робіць рэакцыйную сістэму кіслай.У кіслых умовах рэакцыя паміж - NCO і - Oh мяккая, у той час як - nhcoo - не ўдзельнічае ў рэакцыі і не будзе выклікаць гель.Акрамя таго, диметилолкарбоновая кіслата таксама дзейнічае як падаўжальнік ланцуга, так што гідрафільная група (г.зн. карбаксільная група) знаходзіцца ў сегменце макрамалекулярнай ланцуга.Выкарыстоўваючы троесны амін у якасці нейтралізатара, можна прыгатаваць водную поліўрэтанавую смалу з выдатнай стабільнасцю і выдатнай плёнкаўтваральнай устойлівасцю да вады і растваральнікаў.Дыгідраксіметылкарбонавая кіслата - лепшае гідрафільнае злучэнне, якое шырока выкарыстоўваецца для атрымання паліурэтанавай смалы на воднай аснове.

2,2-дигидроксиметилпропионовая кіслата (DMPA) і 2,2-дигидроксиметилмасляная кіслата (DMBA)

Сярод двух відаў дигидроксиметилкарбоновых кіслот, 2,2-дигидроксиметилпропионовая кіслата выкарыстоўваецца на працягу доўгага часу і з'яўляецца гідрафільным падаўжальнікам ланцуга, які шырока выкарыстоўваецца ў цяперашні час.Нягледзячы на ​​​​шмат пераваг, ён таксама мае шмат недахопаў, у асноўным з-за высокай тэмпературы плаўлення (180-185 ℃), якую цяжка нагрэць і расплавіць, што патрабуе дадання арганічных растваральнікаў, такіх як N-метилпирролидон (NMP), n N-дыметыламід (DMF), ацэтон і інш., у той час як NMP мае высокую тэмпературу кіпення, якую цяжка выдаліць пасля падрыхтоўкі APU.Акрамя таго, DMPA мае невялікую растваральнасць у ацэтоне, і ў працэсе сінтэзу неабходна дадаць вялікую колькасць ацэтону.Працэс выдалення кетонаў не толькі марнуе энергію, але і стварае рызыку бяспекі.Такім чынам, выкарыстанне 2,2-дигидроксиметилпропионовой кіслаты не толькі высокае спажыванне энергіі, але і лёгка выклікаць арганічныя рэшткі ў прадукце.
У параўнанні з 2,2-дигидроксиметилпропионовой кіслатой 2,2-дигидроксиметилмасляная кіслата мае наступныя перавагі:
1. Ён мае лепшую растваральнасць у арганічных растваральніках.У наступнай табліцы паказаны дадзеныя аб растваральнасці DMBA і DMPA пры розных тэмпературах і растваральніках;
Дадзеныя аб растваральнасці DMBA і DMPA пры розных тэмпературах і растваральніках:

Растваральнасць: адзінка: г / 100 г растваральніка
Растваральнасць у вадзе: 48% для DMBA і 12% для DMPA.

2. Высокая хуткасць рэакцыі, хуткая хуткасць рэакцыі і нізкая тэмпература рэакцыі.Напрыклад, час рэакцыі для сінтэзу поліўрэтанавага преполимера кароткі, звычайна ўсяго 50-60 хвілін, у той час як DMPA займае 150-180 хвілін;
3. Ён выкарыстоўваецца для поліўрэтанавых ласьёнаў на воднай аснове з больш дробным памерам часціц і вузкім размеркаваннем;
4. Нізкая тэмпература плаўлення, 108-114 ℃;
5. Разнастайнасць формул можа паменшыць выкарыстанне растваральнікаў, тым самым зніжаючы кошт растваральнікаў і ачысткі адходаў;
6. Яго можна выкарыстоўваць для падрыхтоўкі поліўрэтанавых і поліэфірных сістэм цалкам без растваральнікаў;
У рэальным працэсе сінтэзу не трэба спажываць растваральнік.Атрыманы ласьён валодае добрымі характарыстыкамі і выдатнымі механічнымі ўласцівасцямі плёнкі, што не толькі скарачае час рэакцыі, памяншае спажыванне энергіі, але і эканоміць энергію.Такім чынам, 2,2-дигидроксиметилмасляная кіслата з'яўляецца найбольш вядомым гідрафільным злучэннем.