多元醇简介.doc

1、多 元 醇 包 含 聚 酯 和 聚 醚 多 元 醇多 元 醇 通 式分 子 中 含 有 三 个 或 三 个 以 上 羟 基 的 醇 类 。 其 通 式 为 CnH2n+2-x(OH)x(x 3)。 性 质大 多 数 多 元 醇 都 具 有 沸 点 高 ， 对 极 性 物 质 溶 解 能 力 强 ， 毒 性 和 挥 发 性小 等 特 性 的 黏 性 液 体 或 结 晶 状 固 体 。 其 沸 点 、 黏 度 、 相 对 密 度 和 熔 点 等 随分 子 量 增 加 而 增 加 。 用 途甘 油 、 三 羟 甲 基 乙 烷 、 季 戊 四 醇 、 木 糖 醇 、 山 梨 醇 等 多 元 醇 可 用

2、 于 生产 醇 酸 树 脂 、 清 漆 、 聚 酯 树 脂 、 炸 药 等 工 业 品 及 作 合 成 干 性 油 、 胶 黏 剂 、增 塑 剂 、 表 面 活 性 剂 的 重 要 中 间 体 。 类 型多 元 醇 1通 常 为 乙 二 醇 (EG)1， 2 一 丙 二 醇 (11.， 2- PG)、 1， 4_丁 l二 .醇 (BDO、 1， 67 己 ： 二 ： 醇 (.HD)、 新 戊 二 醇 (NPG)、 二 缩 二 乙 二 醇 (EG)、 一 缩 二 丙 二 醇 (I)PG)、 三 羟 甲 基 丙 烷 (TMP)和 甘 油 等 。 结 构 对 称 性 的 乙 二 醇 如 1， 4 一

3、 丁 二 醇 制 成 的 聚 氨 酯 胶 黏 剂 有 明 显 的 结晶 性 ， 为 得 到 的 聚 氨 酯 树 脂 为 非 结 晶 性 ， 常 采 用 1， 2-丙 二 醇 与 乙 二 醇 混合 使 用 。 一 缩 二 乙 二 醇 (二 甘 醇 )可 改 进 胶 黏 剂 的 柔 韧 性 ， 二 丙 二 醇 也 可 改 性 聚 氨 酯 胶 黏 剂 的 柔 韧 性 和 耐 蚀 性 。 新 戊 二 醇 .可 改 性聚 氨 酯 胶 黏 剂 的 耐 蚀 性 ， .特 别 是 耐 碱 性 和 耐 水 解 性 。 由 以 上 几 种 二 元 醇 合成 的 聚 氨 酯 树 脂 柔 韧 性 太 大 ， 一 般

4、不 单 独 使 用 ， 而 是 和 相 应 的 其 他 二 元 醇 混合 使 用 ， 甲 基 丙 二 醇 为 匀 称 分 子 结 梅 ， 是 新 戊 二 醇 、 l， 6-已 二 甲 酯 等 的 最佳 代 用 品 ， 却 比 新 戊 二 醇 与 l， 6-已 二 醇 便 宜 。生产聚氨酯胶黏剂用的聚酯多元醇的主要原料是多元醇与二元 羧酸。(1)多元醇 多元醇通常为乙二醇(EG)1，2 一丙二醇(11.，2- PG)、1，4_丁 l二.醇(BDO、1，67 己：二：醇(.HD)、新戊二醇 (NPG)、二缩二乙二醇(EG)、一缩二丙二醇(I)PG)、三羟甲基丙烷(TMP)和甘油等。结构对称性的乙二

5、醇如 1，4 一丁二醇制成的聚氨酯胶黏剂有明显的结晶性，为得到的聚氨酯树脂为非结晶性，常采用 1，2-丙二醇与乙二醇混合使用。一缩二乙二醇(二甘醇)可改进胶黏剂的柔韧性，二丙二醇也可改性聚氨酯胶黏剂的柔韧性和耐蚀性。新戊二醇.可改性聚氨酯胶黏剂的耐蚀性，.特别是耐碱性和耐水解性。由以上几种二元醇合成的聚氨酯树脂柔韧性太大，一般不单独使用，而是和相应的其他二元醇混合使用，甲基丙二醇为匀称分子结梅，是新戊二醇、l，6-已二甲酯等的最佳代用品，却比新戊二醇与 l，6-已二醇便宜。多元醇型非离子表面活性剂多元醇型非离子表面活性剂是指由含有多个羟基的多元醇与脂肪酸进行酯化而生成的酯类；此外，还包括由带有

6、-NH 2或-NH 基的氨基醇，以及带有-CH0基的糖类与脂肪酸或酯进行反应制得的非离子表面活性剂。由于它们在性质上很相似，故统称之为多元醇型非离子表面活性剂。这类表面活性剂具有良好的乳化性能和对皮肤的滋润性能，故常用于化妆品和纤维油剂的生产中。聚酯多元醇聚酯多元醇，有机物，通常是由有机二元羧酸(酸酐或酯)与多元醇(包括二醇)缩合（或酯交换）或由内酯与多元醇聚合而成。二元酸有苯二甲酸或苯二甲酸酐或其酯、己二酸、卤代苯二甲酸等。多元醇有乙二醇、丙二醇、一缩二乙二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇等。不同品种的聚酯多元醇由于种类不同或制备工艺不一样，性质也不一样，对于聚酯多元醇比较重要的几个指标是羟值、酸

7、值、水分、粘度、分子量、密度以及色度等。聚酯多元醇的特性及用途：聚酯型聚氨酯因分子内含有较多的酯基、氨基等极性基团，内聚强度和附着力强，具有较高的强度、耐磨性。聚醚多元醇聚醚多元醇（简称聚醚）是由起始剂（含活性氢基团的化合物）与环氧乙烷（EO）、环氧丙烷（PO）、环氧丁烷（BO）等在催化剂存在下经加聚反应制得。聚醚产量最大者为以甘油（丙三醇）作起始剂和环氧化物（一般是 PO与EO并用），通过改变 PO和 EO的加料方式（混合加或分开加）、加量比、加料次序等条件，生产出各种通用的聚醚多元醇。主 要 特 性聚 醚 多 元 醇 1是 端 羟 基 的 低 聚 物 ， 主 链 上 的 羟 基 由 醚 键

8、 连 接 ， 是 以 低 分子 量 多 元 醇 、 多 元 胺 或 含 活 泼 氢 的 化 合 物 为 起 始 剂 ， -与 氧 化 烯 烃 在 催 化 剂作 用 下 开 环 聚 合 而 成 。 氧 化 烯 烃 主 要 是 氧 化 丙 烯 (环 氧 丙 烷 )， 氧 化 乙 烯 (环氧 乙 烷 )， 其 中 以 环 氧 丙 烷 最 为 重 要 。 多 元 醇 起 始 剂 有 丙 二 醇 、 乙 二 醇 等 二 元醇 ， 甘 油 三 羟 甲 基 丙 烷 等 三 元 醇 及 季 戊 、 四 醇 、 木 糖 醇 、 山 梨 醇 、 蔗 糖 等 多元 醇 ;胺 类 起 始 剂 为 二 乙 胺 、 二

9、乙 烯 三 胺 等 。 聚 醚 一 般 常 用 分 子 量 为 、 800 2000 的 丙 二 醇 聚 醚 、 分 子 量 为400 4000 的 三 羟 甲 基 丙 烷 聚 醚 和 端 羟 基 的 聚 四 氢 呋 喃 ： 作 为 胶 黏 剂 用 的 聚醚 树 脂 应 去 掉 聚 合 时 残 留 下 来 的 碱 性 催 化 剂 ， 因 为 它 们 能 催 化 异 氰 酸 酯 二 聚 ，影 响 胶 黏 剂 的 质 量 。 通 常 用 酸 来 中 和 。 使 聚 醚 呈 微 弱 酸 性 (不 影 响 聚 氨 酯 的反 应 )。 制 备 聚 氨 酯 胶 黏 剂 所 用 的 聚 醚 要 求 较 为

10、严 格 ， 除 羟 值 ， 酸 值 外 ;要求 .含 钾 、 钠 离 子 量 应 少 于 10。 含 水 量 小 于 0.05%;否 则 有 可 能 产 生 凝 胶 。 用聚 醚 树 脂 配 制 的 聚 氨 酯 胶 黏 剂 具 有 良 好 的 耐 水 性 ， 抗 冲 击 性 和 低 温 性 。 根 据 起 始 剂 所 含 活 性 原 子 的 数 目 可 制 得 不 同 官 能 度 的 聚 醚 多 元 醇 ， 在 聚氨 酯 胶 黏 剂 制 备 中 最 常 用 的 聚 醚 是 聚 氧 化 丙 烯 二 醇 和 聚 氧 化 丙 烯 三 醇 ， 另 外还 有 聚 四 氢 呋 喃 二 醇 。 主 要 用

11、途聚 醚 多 元 醇 装 桶1、 作 低 泡 沫 洗 涤 剂 或 消 泡 剂 L61、 L64、 F68 用 于 配 制 低 泡 、 高 去 污 力 合 成 洗 涤 剂 ； L61、 L81 在 造 纸 或 发 酵 工 业 中 用 作 消 泡 剂 ； F68 在 人 工 心 肺 机 血 液 循 环 时 用 作 消 泡 剂 ， 防 止 空 气 进 入 。 2、 聚 醚 毒 性 很 低 ， 常 用 作 药 物 赋 形 剂 和 乳 化 剂 ； 在 口 腔 、 鼻 喷 雾 剂 、眼 、 耳 滴 剂 和 洗 发 剂 中 都 经 常 使 用 。 3、 聚 醚 是 有 效 的 润 湿 剂 ， 可 用 于 织

12、 物 的 染 色 、 照 相 显 影 和 电 镀 的 酸 性浴 中 ， 在 糖 厂 使 用 F68， 由 于 水 的 渗 透 性 增 加 ， 可 获 得 更 多 的 糖 分 。 4、 聚 醚 是 有 用 的 抗 静 电 剂 ， L44 可 对 合 成 纤 维 提 供 持 久 的 静 电 防 护 作用 。 5、 聚 醚 在 乳 状 液 涂 料 中 作 分 散 剂 。 F68 在 醋 酸 乙 烯 乳 液 聚 合 时 作 乳化 剂 。 L62、 L64 可 作 农 药 乳 化 剂 ， 在 金 属 切 削 和 磨 削 中 作 冷 却 剂 和 润 滑 剂 。在 橡 胶 硫 化 时 作 润 滑 剂 。 6

13、、 聚 醚 可 用 作 原 油 破 乳 剂 ， L64、 F68 能 有 效 地 防 止 输 油 管 道 中 硬 垢的 形 成 ,以 及 用 于 次 级 油 的 回 收 。 7、 聚 醚 可 用 作 造 纸 助 剂 ， F68 能 有 效 地 提 高 铜 版 纸 的 质 量 。 8、 F38 可 用 作 乳 化 剂 、 润 湿 剂 、 消 泡 剂 、 破 乳 剂 、 分 散 剂 、 抗 静 电 剂 、除 尘 剂 、 粘 度 调 节 剂 、 控 泡 剂 、 匀 染 剂 、 胶 凝 剂 等 ， 用 于 生 产 农 用 化 学 药 品 、化 妆 品 、 药 品 ； 还 用 于 金 属 加 工 净 洗

14、 、 纸 浆 和 造 纸 工 业 、 纺 织 品 加 工 （ 纺 织 、整 理 、 染 色 、 柔 软 整 理 ） 、 水 质 处 理 ； 也 用 作 漂 清 助 剂 。 聚 醚 多 元 醇 的 制 备 应 用 聚 醚 多 元 醇 系 列 产 品 主 要 用 于 制 备 硬 质 聚 氨 酯 泡 沫 塑 料 ， 广 泛 应 用 于 冰箱 、 冰 柜 、 冷 藏 车 、 隔 热 板 、 管 道 保 温 等 领 域 。 制 得 的 产 品 导 热 系 数 低 ， 尺寸 稳 定 好 ， 也 是 配 制 组 合 聚 醚 的 重 要 原 料 。 聚 醚 多 元 醇 的 生 产 在 聚 氨 酯 工 业 中

15、， 主 要 用 于 聚 氨 酯 泡 沫 塑 料 ， 主 要 品 种 有 聚 氧 化 丙 烯多 元 醇 和 聚 四 氢 呋 喃 醚 多 元 醇 等 。 主 要 原 料使 用 三 类 原 料 ， 有 机 氧 化 物 和 呋 喃 类 环 状 化 合 物 等 ； 起 始 剂 ； 催 化 剂 有 机 氧 化 物 和 呋 喃 类 环 状 化 合 物 等 -环 氧 丙 烷 、 环 氧 乙 烷 、 环 氧 氯 丙 烷 、四 氢 呋 喃 等 ； 起 始 剂 -含 羟 基 的 低 分 子 化 合 物 和 含 氨 基 或 含 羟 基 、 氨 基 的 低 分 子 化 合物 。 常 用 的 有 丙 二 醇 、 甘 油

16、、 三 羟 甲 基 丙 烷 、 乙 二 胺 季 戊 四 醇 、 木 糖 醇 、三 乙 烯 二 胺 、 山 梨 醇 、 蔗 糖 、 双 酚 A、 双 酚 S、 三 （ 2-羟 乙 基 ） 异 氰 酸 酯 、甲 苯 二 胺 等 ； 使 用 芳 香 族 或 杂 环 系 多 元 醇 或 多 元 胺 起 始 剂 时 ， 会 在 聚 醚 多 元醇 结 构 中 引 入 上 述 结 构 ， 它 能 使 生 成 的 聚 氨 酯 材 料 具 有 较 好 的 尺 寸 稳 定 性 ，耐 热 、 耐 燃 。 这 类 起 始 剂 常 用 的 有 双 酚 A、 双 酚 S、 三 （ 2-羟 乙 基 ） 异 氰 酸酯 、 甲

17、 苯 二 胺 等 。 起 始 剂 品 种 的 变 化 ， 可 以 合 成 不 同 官 能 度 、 不 同 化 学 结 构和 不 同 功 能 的 聚 醚 多 元 醇 ， 以 适 应 聚 氨 酯 制 品 的 多 样 性 变 化 和 性 能 要 求 。 催 化 剂 -阴 离 子 型 、 阳 离 子 型 、 金 属 络 合 型 ， 聚 氨 酯 工 业 中 常 用 的 是 阴离 子 型 催 化 剂 的 碱 金 属 氢 氧 化 物 和 阳 离 子 催 化 剂 的 路 易 斯 酸 。 前 者 用 于 制 备低 分 子 量 的 普 通 聚 醚 多 元 醇 ， 后 者 用 于 制 高 分 子 量 的 聚 醚 多

18、 元 醇 及 四 氢 呋 喃开 环 共 聚 合 特 种 聚 醚 多 元 醇 。 金 属 类 络 合 催 化 剂 用 于 合 成 超 高 分 子 量 的 聚 醚多 元 醇 ， 聚 氨 酯 用 聚 醚 多 元 醇 的 合 成 仅 有 少 量 应 用 。 最 常 是 氢 氧 化 钾 。 聚 醚 多 元 醇 的 反 应 机 理原 料 的 预 处 理 -通 常 先 将 起 始 剂 和 催 化 剂 进 行 预 混 合 ， 生 成 金 属 金 属 烃氧 化 物 ， 经 真 空 脱 水 后 加 到 反 应 釜 中 。 开 环 聚 合 反 应 -该 反 应 为 放 热 反 应 ， 必 须 及 时 移 走 反 应

19、 热 ； 为 防 止 氧 化反 应 ， 反 应 前 必 须 通 入 干 燥 氮 气 。 后 处 理 工 序 -主 要 包 括 中 和 、 吸 附 、 脱 水 、 过 滤 、 精 馏 等 单 元 。 常 用 聚 醚 多 元 醇 的 种 类聚 氧 化 丙 烯 二 醇聚 氧 化 丙 烯 二 醇 又 称 聚 丙 二 醇 （ polyoxypropylene glycol， 简 称 PPG） ，其 制 备 是 在 内 衬 玻 璃 或 不 锈 钢 反 应 釜 中 完 成 的 。 将 起 始 剂 （ 1， 2-丙 二 醇 或一 缩 二 丙 二 醇 ） 和 催 化 剂 （ 氢 氧 化 钾 ） 的 混 合 物

20、加 入 制 备 催 化 剂 的 釜 内 ， 加热 升 温 至 80100 ， 在 真 空 下 除 去 催 化 剂 中 的 溶 剂 ， 以 便 促 使 醇 化 物 的 生成 。 然 后 将 催 化 剂 转 入 反 应 釜 中 ， 加 热 升 温 至 90120 ， 在 此 温 度 下 将 环氧 丙 烷 加 入 釜 中 ， 使 釜 内 压 力 保 持 0.070.35MPa。 在 此 温 度 和 压 力 下 ， 环氧 丙 烷 进 行 连 续 聚 合 ， 直 至 到 在 一 定 的 分 子 量 。 负 压 下 状 态 下 ， 蒸 出 残 存 的环 氧 丙 烷 单 体 后 ， 将 聚 醚 混 合 物

21、转 入 中 和 釜 ， 用 酸 性 物 质 进 行 中 和 ， 然 后 经过 滤 、 精 制 、 加 入 稳 定 剂 得 到 产 品 。 聚 四 氢 呋 喃 二 醇聚 四 氢 呋 喃 二 醇 （ polytetrahydrofuran glycol， 简 称 PTHF） 或 聚 氧 四 亚甲 基 二 醇 （ polyoxytetramethylene glycol， 简 称PIG、 PTMEG、 PTMG、 PTMO） 是 由 四 氢 呋 喃 在 阳 离 子 催 化 剂 存 在 下 开 环聚 合 制 成 的 。 生 产 工 艺 ： 在 反 应 釜 中 加 入 四 氢 呋 喃 ， 温 度 降 到

22、 -5 以 下 ，于 强 烈 搅 拌 下 滴 加 发 烟 硫 酸 催 化 剂 ， 保 持 反 应 物 料 低 温 ， 搅 拌 下 加 入 定 量 的水 ， 升 温 至 7090 ， 蒸 出 未 反 应 的 四 氢 呋 喃 单 体 ， 经 静 置 分 层 、 中 和 、 过滤 、 抽 真 空 等 工 序 后 ， 制 得 聚 四 氢 呋 喃 二 醇 。 聚 四 氢 呋 喃 二 醇 价 格 较 高 ， 一 般 用 于 制 备 高 性 能 的 聚 氨 酯 材 料 ， 其 制 品具 有 优 秀 的 耐 低 温 、 耐 水 、 耐 油 、 耐 磨 以 及 耐 霉 菌 等 性 能 。 四 氢 呋 喃 -氧

23、化 丙 烯 共 聚 二 醇四 氢 呋 喃 -氧 化 丙 烯 共 聚 二 醇 （ tetrahydrofuranoxide propylene copolymer glycol） 是 由 四 氢 呋 喃 与 环 氧 丙 烷 在 路 易 氏 酸 的 催 化 作 用 下 开 环 聚合 ， 经 中 和 、 水 洗 、 脱 水 以 及 过 滤 等 工 序 制 得 。 结 构 式 如 下 ： 四 氢 呋 喃 -氧 化 丙 烯 共 聚 二 醇 的 产 品 规 格 见 表 3-28。 该 共 聚 醚 成 本 比 纯聚 四 氢 呋 喃 二 醇 便 宜 ， 而 其 制 品 性 能 近 似 于 PTMG， 特 别

24、适 用 于 制 造 耐 低温 聚 氨 酯 材 料 （ 耐 寒 可 达 -200 ） 。 特 种 聚 醚 多 元 醇4.1 活 性 聚 醚 多 元 醇 使 用 伯 羟 基 或 使 用 氨 基 取 代 普 通 聚 醚 端 基 的 仲 羟 基 ， 由 此 推 出 了 冷 熟化 工 艺 、 反 应 注 射 成 型 以 及 自 结 皮 泡 沫 体 、 高 回 弹 等 新 品 种 。 4.2 阻 燃 型 聚 醚 多 元 醇 将 阻 燃 分 子 通 过 化 学 反 应 进 入 聚 合 物 分 子 链 ， 使 阻 燃 性 能 持 久 。 通 常 有三 种 方 法 使 用 含 阻 燃 元 素 的 化 合 物 作

25、 为 起 始 剂 ， 如 三 氯 氧 磷 、 五 氧 化 二 锑 、 四羟 甲 基 氯 化 磷 及 许 多 低 分 子 量 的 磷 酸 酯 等 ， 与 普 通 低 分 子 多 元 醇 反 应 ， 再 与氧 化 丙 烯 、 氧 化 乙 烯 进 行 开 环 聚 合 。 使 用 含 卤 素 的 环 氧 化 合 物 单 体 为 原 料 进 行 开 环 聚 合 。 同 时 使 用 含 卤 素 的 环 氧 化 合 物 单 体 和 含 磷 、 锑 等 化 合 物 与 起 始 剂 混合 物 进 行 开 环 聚 合 ， 生 成 复 合 型 聚 醚 多 元 醇 。 4.3 接 枝 型 聚 醚 多 元 醇 基 本

26、以 普 通 或 高 活 性 聚 醚 多 元 醇 为 母 体 ， 或 以 含 不 饱 和 键 聚 醚 多 元 醇 为母 体 ， 与 乙 烯 基 单 体 化 合 物 进 行 一 步 共 聚 或 二 步 共 聚 反 应 而 生 成 ， 然 后 转 到精 致 容 器 除 去 未 反 应 的 单 体 ， 加 入 稳 定 剂 得 到 产 品 。 4.4 聚 四 氢 呋 喃 多 元 醇 用 于 制 备 高 性 能 的 聚 氨 酯 纤 维 、 热 塑 胶 、 合 成 革 等 制 品 。 4.5 杂 环 改 性 聚 醚 多 元 醇 聚 合 物 体 系 中 引 入 芳 环 或 杂 环 。 贮 存 与 毒 性聚 醚

27、 多 元 醇 用 的 容 器 可 用 钢 、 铝 、 聚 乙 烯 或 聚 丙 烯 制 造 。 贮 存 温 度 不应 超 过 70 ， 为 防 止 吸 湿 和 氧 化 ， 建 议 容 器 充 氮 气 。 聚 醚 多 元 醇 产 品 一 般 用清 洁 、 干 燥 、 密 封 、 无 泄 漏 的 镀 锌 铁 桶 包 装 。 贮 存 时 防 止 日 晒 、 雨 淋 、 远 离火 源 。 不 受 可 燃 性 液 体 贮 存 规 则 的 限 制 ， 但 应 避 免 进 入 地 下 水 或 地 表 水 ， 因其 不 易 被 生 物 降 解 。 一 般 中 性 聚 醚 多 元 醇 摄 入 口 腔 或 与 皮 肤 、 眼 睛 、 黏 膜 接 触 的 毒 性 可 以 忽略 ， 故 使 用 中 不 必 有 个 人 防 护 措 施 。 胺 基 聚 醚 多 元 醇 因 其 碱 性 会 刺 激 皮 肤 和眼 睛 ， 故 操 作 时 要 戴 安 全 镜 和 手 套 等 防 护 用 品 。