Karboksilna hidrofilna podaljševalca verige DMBA in DMPA.

Predgovor

Pri proizvodnji poliuretana na vodni osnovi je karboksilna kislina kot anionski hidrofilni podaljšek verige neke vrste karboksilna kislina z diolom, ki se pogosto uporablja zaradi svoje edinstvene molekularne strukture in odlične učinkovitosti izdelka.
Podaljševalec verige karboksilne kisline vključuje predvsem 2,2-dihidroksimetilpropionsko kislino (DMPA) in 2,2-dihidroksimetilmasleno kislino (DMBA).Je edinstvena multifunkcionalna blokirana diolna molekula s hidroksilnimi in karboksilnimi skupinami.Po nevtralizaciji z alkalijami lahko prosta kislinska skupina aktivno izboljša topnost v vodi ali disperzijsko zmogljivost smole;Polarne skupine so bile uvedene za izboljšanje oprijema premazov in lastnosti barvanja sintetičnih vlaken;Povečajte alkalno topnost prevleke.Lahko se nanese na vodotopni poliuretanski sistem, vodotopno alkidno smolo in poliestrsko smolo, epoksi estrski premaz, poliuretanski elastomer in praškasto lakiranje.
Lahko se uporablja tudi v usnjenih kemičnih materialih, tekočih kristalih, črnilih, aditivih za živila in lepilnih kemikalijah, zlasti pri proizvodnji vodnih emulzij poliuretana in sredstev za končno obdelavo usnja.Ni samo podaljšek verige, ampak tudi dobro samoemulgirajoče sredstvo za poliuretan, ki lahko močno izboljša stabilnost poliuretanskega vodnega losjona, zato se pogosto uporablja.

Prednosti uporabe dihidroksimetil karboksilne kisline

Vodni poliuretanski losjon običajno vnese hidrofilno sredstvo v poliuretansko molekularno verigo, nato nevtralizira z alkalijo, da nastane sol, in dispergira v deionizirani vodi z mehanskim mešanjem, da nastane poliuretanski vodni losjon.
V poliuretanu na vodni osnovi se uporabljajo predvsem tri vrste hidrofilnih sredstev: anionski, kationski in neionski.Anionski tip vključuje predvsem: 2,2-dihidroksimetilpropionsko kislino, 2,2-dihidroksimetilmasleno kislino, vinsko kislino, butandiol sulfonat, natrijev etilendiamin etansulfonat, glicerol in anhidrid maleinske kisline;Kationski tip vključuje predvsem: metildietanolamin, trietanolamin itd.;Neionski tip vključuje predvsem polietilen oksid s hidroksilnim zaključkom.
Vsebnost neionskega hidrofilnega sredstva, kot je polietilen oksid, mora biti zelo visoka, da je disperzija stabilna.Poliuretanska smola na vodni osnovi, izdelana iz hidroksil polioksietilen etra kot hidrofilne skupine, ima dobro elektrolitsko odpornost, vendar je vodoodpornost filma zelo slaba, zato ni praktična;
Kationsko hidrofilno sredstvo, kot je adukt etilendiamin natrijevega akrilata, kot hidrofilna spojina naredi celoten reakcijski sistem alkalen.Ne poteka samo hitra reakcija med - NH2 skupino in - NCO skupino, ampak tudi reakcija med - NCO skupino in - nhcoo.Zato je reakcijo težko nadzorovati in jo je enostavno želirati.Poleg tega ima pripravljen losjon grobe delce in slabo vodoodpornost, ki tvori film, zato ga ni mogoče uporabiti v industriji;
Dihidroksimetil karboksilna kislina v anionski obliki vsebuje dve hidroksilni skupini in deluje tudi kot podaljšek verige.Zaradi te dvojne vloge ima velike prednosti pri pripravi samoemulgirajočega Pu losjona.Med sintezo karbamata zakisa reakcijski sistem.V kislih pogojih je reakcija med - NCO in - Oh blaga, medtem ko - nhcoo - ne sodeluje pri reakciji in ne bo povzročil gela.Poleg tega dimetilol karboksilna kislina deluje tudi kot podaljšek verige, tako da se hidrofilna skupina (tj. karboksilna skupina) nahaja v segmentu makromolekularne verige.Z uporabo terciarnega amina kot nevtralizacijskega sredstva je mogoče pripraviti vodno poliuretansko smolo z odlično stabilnostjo in odlično odpornostjo proti vodi in topilom, ki tvori film.Dihidroksimetil karboksilna kislina je najboljša hidrofilna spojina, ki se pogosto uporablja pri pripravi poliuretanske smole na vodni osnovi.

2,2-dihidroksimetilpropionska kislina (DMPA) in 2,2-dihidroksimetilmaslena kislina (DMBA)

Med dvema vrstama dihidroksimetil karboksilnih kislin se 2,2-dihidroksimetil propionska kislina uporablja že dolgo in je hidrofilni podaljšek verige, ki se trenutno pogosto uporablja.Čeprav ima veliko prednosti, ima tudi številne pomanjkljivosti, predvsem zaradi visokega tališča (180-185 ℃), ki ga je težko segreti in taliti, kar zahteva dodajanje organskih topil, kot je N-metilpirolidon (NMP), n N-dimetilamid (DMF), aceton itd., medtem ko ima NMP visoko vrelišče, ki ga je po pripravi APU težko odstraniti.Poleg tega ima DMPA majhno topnost v acetonu, zato je treba v procesu sinteze dodati veliko količino acetona.Postopek odstranjevanja ketonov ne le zapravlja energijo, ampak prinaša tudi varnostna tveganja.Zato uporaba 2,2-dihidroksimetilpropionske kisline ne pomeni le visoke porabe energije, ampak tudi enostavno povzroči organske ostanke v izdelku.
V primerjavi z 2,2-dihidroksimetil propionsko kislino ima 2,2-dihidroksimetil maslena kislina naslednje prednosti:
1. Ima boljšo topnost v organskih topilih.Naslednja tabela prikazuje podatke o topnosti DMBA in DMPA pri različnih temperaturah in topilih;
Podatki o topnosti DMBA in DMPA pri različnih temperaturah in topilih:

Topnost: enota: g / 100 g topila
Topnost v vodi: 48 % za DMBA in 12 % za DMPA.

2. Visoka hitrost reakcije, hitra hitrost reakcije in nizka temperatura reakcije.Na primer, reakcijski čas za sintezo poliuretanskega predpolimera je kratek, običajno le 50-60 minut, medtem ko DMPA traja 150-180 minut;
3. Uporablja se za poliuretanski losjon na vodni osnovi z manjšo velikostjo delcev in ozko porazdelitvijo;
4. Nizko tališče, 108-114 ℃;
5. Raznolikost formul lahko zmanjša uporabo topil, s čimer se zmanjšajo stroški topil in obdelave odpadnih tekočin;
6. Uporablja se lahko za pripravo poliuretanskih in poliestrskih sistemov popolnoma brez topil;
V dejanskem procesu sinteze ni treba porabiti nobenega topila.Proizvedeni losjon ima dobro delovanje in odlične mehanske lastnosti filma, ki ne le skrajšajo reakcijski čas, zmanjšajo porabo energije, ampak tudi prihranijo energijo.Zato je 2,2-dihidroksimetil maslena kislina najbolj znana hidrofilna spojina.