Karboksilni hidrofilni produžitelji lanca DMBA i DMPA.

Predgovor

U proizvodnji poliuretana na bazi vode, karboksilna kiselina kao anionski hidrofilni produživač lanca je vrsta karboksilne kiseline sa diolom, koja se naširoko koristi zbog svoje jedinstvene molekularne strukture i odličnih performansi proizvoda.
Produživač lanca tipa karboksilne kiseline uglavnom uključuje 2,2-dihidroksimetilpropionsku kiselinu (DMPA) i 2,2-dihidroksimetilbuternu kiselinu (DMBA).To je jedinstvena multifunkcionalna blokirana molekula diola sa hidroksilnim i karboksilnim grupama.Nakon neutralizacije alkalijom, grupa slobodne kiseline može aktivno poboljšati rastvorljivost u vodi ili disperziju smole;Polarne grupe su uvedene da bi se poboljšala adhezija premaza i svojstva bojenja sintetičkih vlakana;Povećajte alkalnu rastvorljivost premaza.Može se nanositi na vodotopivi poliuretanski sistem, vodotopivu alkidnu smolu i poliestersku smolu, epoksi ester premaz, poliuretanski elastomer i premaz u prahu.
Takođe se može koristiti u hemijskim materijalima za kožu, tečnim kristalima, mastilima, aditivima za hranu i hemikalijama za lepljenje, posebno u proizvodnji vodene emulzije poliuretana i sredstava za završnu obradu kože.To nije samo produživač lanca, već je i dobar samoemulgirajući agens za poliuretan, koji može uvelike poboljšati stabilnost poliuretanskog vodenog losiona, tako da se široko koristi.

Prednosti upotrebe dihidroksimetil karboksilne kiseline

Vodeni poliuretanski losion obično uvodi hidrofilno sredstvo u poliuretanski molekularni lanac, zatim neutralizira alkalijom da bi se formirala sol i disperguje u dejoniziranoj vodi mehaničkim miješanjem kako bi se formirao poliuretanski vodeni losion.
Postoje uglavnom tri vrste hidrofilnih agenasa koji se koriste u poliuretanu na bazi vode: anjonski, kationski i nejonski.Anjonski tip uglavnom uključuje: 2,2-dihidroksimetilpropionsku kiselinu, 2,2-dihidroksimetilbuternu kiselinu, vinsku kiselinu, butandiol sulfonat, natrijum etilendiaminetansulfonat, glicerol i maleinski anhidrid;Kationski tip uglavnom uključuje: metildietanolamin, trietanolamin, itd;Nejonski tip uglavnom uključuje polietilen oksid sa hidroksilnim krajem.
Sadržaj nejonskog hidrofilnog agensa kao što je polietilen oksid mora biti vrlo visok da bi disperzija bila stabilna.Poliuretanska smola na bazi vode napravljena od hidroksil polioksietilen etera kao hidrofilne grupe ima dobru otpornost na elektrolite, ali je vodootpornost filma vrlo loša, tako da nije praktično;
Kationski hidrofilni agens, kao što je etilendiamin natrijum akrilat adukt, kao hidrofilno jedinjenje, čini ceo reakcioni sistem alkalnim.Ne postoji samo brza reakcija između - NH2 grupe i - NCO grupe, već i reakcija između - NCO grupe i - nhcoo.Stoga je reakciju teško kontrolisati i lako je gelirati.Štaviše, pripremljeni losion ima grube čestice i slabu vodootpornost na stvaranje filma, tako da se ne može koristiti u industriji;
Dihidroksimetil karboksilna kiselina u anjonskom obliku sadrži dvije hidroksilne grupe i također djeluje kao produživač lanca.Ova dvostruka uloga čini ga da pokazuje velike prednosti u pripremi samoemulgirajućih Pu losiona.Tokom sinteze karbamata, on čini reakcioni sistem kiselim.U kiselim uslovima, reakcija između - NCO i - Oh je blaga, dok - nhcoo - ne učestvuje u reakciji i neće izazvati gel.Osim toga, dimetilol karboksilna kiselina djeluje i kao produživač lanca, tako da se hidrofilna grupa (tj. karboksilna grupa) nalazi u segmentu makromolekularnog lanca.Koristeći tercijarni amin kao neutralizator, može se pripremiti vodena poliuretanska smola sa odličnom stabilnošću i odličnom otpornošću na vodu i rastvarače.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 duže vrijeme i predstavlja hidrofilni produživač lanca koji se danas široko koristi.Iako ima mnogo prednosti, ima i mnoge nedostatke, uglavnom zbog visoke tačke topljenja (180-185 ℃), koja se teško zagrijava i topi, što zahtijeva dodavanje organskih rastvarača kao što je N-metilpirolidon (NMP), n N-dimetilamid (DMF), aceton itd., dok NMP ima visoku tačku ključanja, koju je teško ukloniti nakon pripreme APU.Štaviše, DMPA ima malu rastvorljivost u acetonu, a u procesu sinteze treba dodati veliku količinu acetona.Proces uklanjanja ketona ne samo da troši energiju, već donosi i sigurnosne rizike.Stoga, upotreba 2,2-dihidroksimetilpropionske kiseline ne samo da ima veliku potrošnju energije, već i lako uzrokuje organske ostatke u proizvodu.
U poređenju sa 2,2-dihidroksimetil propionskom kiselinom, 2,2-dihidroksimetil maslačna kiselina ima sledeće prednosti:
1. Ima bolju rastvorljivost u organskim rastvaračima.Sledeća tabela prikazuje podatke o rastvorljivosti DMBA i DMPA na različitim temperaturama i rastvaračima;
Podaci o rastvorljivosti DMBA i DMPA na različitim temperaturama i otapalima:

Rastvorljivost: jedinica: g / 100g rastvarača
Rastvorljivost u vodi: 48% za DMBA i 12% za DMPA.

2. Visoka brzina reakcije, velika brzina reakcije i niska temperatura reakcije.Na primjer, vrijeme reakcije za sintezu poliuretanskog predpolimera je kratko, uglavnom samo 50-60 minuta, dok DMPA traje 150-180 minuta;
3. Koristi se za vodeni poliuretanski losion sa finom veličinom čestica i uskom distribucijom;
4. Niska tačka topljenja, 108-114 ℃;
5. Raznolikost formula može smanjiti upotrebu rastvarača, čime se smanjuju troškovi rastvarača i tretmana otpadnih tečnosti;
6. Može se koristiti za pripremu poliuretanskih i poliesterskih sistema potpuno bez rastvarača;
U stvarnom procesu sinteze, ne treba trošiti nikakvo rastvarače.Proizvedeni losion ima dobre performanse i odlična mehanička svojstva filma, što ne samo da skraćuje vrijeme reakcije, smanjuje potrošnju energije, već i štedi energiju.Stoga je 2,2-dihidroksimetil buterna kiselina najpoznatije hidrofilno jedinjenje.