Carboxyliske hydrofile kædeforlængere DMBA og DMPA.

Forord

I produktionen af ​​vandbåren polyurethan er carboxylsyre som anionisk hydrofil kædeforlænger en slags carboxylsyre med diol, som er blevet meget brugt på grund af sin unikke molekylære struktur og fremragende produktydelse.
Carboxylsyretype kædeforlænger omfatter hovedsageligt 2,2-dihydroxymethylpropionsyre (DMPA) og 2,2-dihydroxymethylsmørsyre (DMBA).Det er et unikt multifunktionelt blokeret diolmolekyle med både hydroxyl- og carboxylgrupper.Efter neutralisering med alkali kan den frie syregruppe aktivt forbedre vandopløseligheden eller dispersionsevnen af ​​harpiksen;Polære grupper blev indført for at forbedre vedhæftningen af ​​belægninger og farveegenskaberne af syntetiske fibre;Forøg belægningens alkaliopløselighed.Det kan påføres på vandopløseligt polyurethansystem, vandopløseligt alkydharpiks og polyesterharpiks, epoxyesterbelægning, polyurethanelastomer og pulverbelægning.
Det kan også bruges i læderkemiske materialer, flydende krystaller, blæk, fødevaretilsætningsstoffer og klæbende kemikalier, især til fremstilling af vandemulsionspolyurethan og læderefterbehandlingsmidler.Det er ikke kun en kædeforlænger, men også et godt selvemulgeringsmiddel til polyurethan, som i høj grad kan forbedre stabiliteten af ​​polyurethanvandlotion, så det er meget udbredt.

Fordele ved at bruge dihydroxymethylcarboxylsyre

Vandig polyurethan-lotion introducerer sædvanligvis hydrofilt middel i polyurethan-molekylkæden, neutraliserer derefter med alkali til dannelse af salt og dispergerer i deioniseret vand ved mekanisk omrøring til dannelse af vandig polyurethan-lotion.
Der er hovedsageligt tre typer hydrofile midler, der anvendes i vandbåren polyurethan: anionisk, kationisk og ikke-ionisk.Den anioniske type omfatter hovedsageligt: ​​2,2-dihydroxymethylpropionsyre, 2,2-dihydroxymethylsmørsyre, vinsyre, butandiolsulfonat, natriumethylendiaminethansulfonat, glycerol og maleinsyreanhydrid;Kationisk type omfatter hovedsageligt: ​​methyldiethanolamin, triethanolamin, etc;Den ikke-ioniske type omfatter hovedsageligt hydroxyltermineret polyethylenoxid.
Indholdet af ikke-ionisk hydrofilt middel såsom polyethylenoxid skal være meget højt for at gøre dispersionen stabil.Den vandbårne polyurethanharpiks lavet af hydroxylpolyoxyethylenether som hydrofil gruppe har god elektrolytresistens, men filmens vandbestandighed er meget dårlig, så det er ikke praktisk;
Kationisk hydrofilt middel, såsom ethylendiamin-natriumacrylat-addukt, som en hydrofil forbindelse, gør hele reaktionssystemet alkalisk.Der er ikke kun en hurtig reaktion mellem - NH2 gruppe og - NCO gruppe, men også en reaktion mellem - NCO gruppe og - nhcoo.Derfor er reaktionen svær at kontrollere og let at gelere.Desuden har den tilberedte lotion grove partikler og dårlig filmdannende vandmodstand, så den kan ikke bruges i industrien;
Dihydroxymethylcarboxylsyren i den anioniske form indeholder to hydroxylgrupper og fungerer også som en kædeforlænger.Denne dobbelte rolle gør, at den viser store fordele ved fremstilling af selvemulgerende Pu-lotion.Under syntesen af ​​carbamat gør det reaktionssystemet surt.Under sure forhold er reaktionen mellem - NCO og - Oh mild, mens - nhcoo - ikke deltager i reaktionen og ikke vil forårsage gel.Derudover virker dimethylolcarboxylsyre også som en kædeforlænger, således at den hydrofile gruppe (dvs. carboxylgruppen) er placeret i det makromolekylære kædesegment.Ved at anvende tertiær amin som neutraliseringsmiddel kan der fremstilles en vandig polyurethanharpiks med fremragende stabilitet og fremragende filmdannende vand- og opløsningsmiddelresistens.Dihydroxymethylcarboxylsyre er den bedste hydrofile forbindelse, der i vid udstrækning anvendes til fremstilling af vandbåren polyurethanharpiks.

2,2-dihydroxymethylpropionsyre (DMPA) og 2,2-dihydroxymethylsmørsyre (DMBA)

Blandt de to slags dihydroxymethylcarboxylsyrer er 2,2-dihydroxymethylpropionsyre blevet brugt i lang tid og er en hydrofil kædeforlænger, der er meget udbredt i øjeblikket.Selvom det har mange fordele, har det også mange ulemper, primært på grund af dets høje smeltepunkt (180-185 ℃), som er svært at opvarme og smelte, hvilket kræver tilsætning af organiske opløsningsmidler såsom N-methylpyrrolidon (NMP), n N-dimethylamid (DMF), acetone osv., mens NMP har et højt kogepunkt, som er svært at fjerne efter klargøring af APU.Desuden har DMPA en lille opløselighed i acetone, og en stor mængde acetone skal tilsættes i synteseprocessen.Ketonfjernelsesprocessen spilder ikke kun energi, men bringer også sikkerhedsrisici.Derfor er brugen af ​​2,2-dihydroxymethylpropionsyre ikke kun høj i energiforbrug, men også let at forårsage organiske rester i produktet.
Sammenlignet med 2,2-dihydroxymethylpropionsyre har 2,2-dihydroxymethylsmørsyre følgende fordele:
1. Det har bedre opløselighed i organiske opløsningsmidler.Følgende tabel viser opløselighedsdata for DMBA og DMPA i forskellige temperaturer og opløsningsmidler;
Opløselighedsdata for DMBA og DMPA i forskellige temperaturer og opløsningsmidler:

Opløselighed: enhed: g / 100g opløsningsmiddel
Opløselighed i vand: 48% for DMBA og 12% for DMPA.

2. Høj reaktionshastighed, hurtig reaktionshastighed og lav reaktionstemperatur.For eksempel er reaktionstiden for syntetisering af polyurethan-præpolymer kort, generelt kun 50-60 minutter, mens DMPA tager 150-180 minutter;
3. Det bruges til vandbåren polyurethan lotion med finere partikelstørrelse og snæver fordeling;
4. Lavt smeltepunkt, 108-114 ℃;
5. Mangfoldigheden af ​​formler kan reducere brugen af ​​opløsningsmidler og dermed reducere omkostningerne til opløsningsmidler og behandling af affaldsvæske;
6. Det kan bruges til at fremstille fuldstændig opløsningsmiddelfri polyurethan- og polyestersystemer;
I selve synteseprocessen behøver den ikke at forbruge opløsningsmiddel.Den producerede lotion har god ydeevne og fremragende mekaniske egenskaber af filmen, hvilket ikke kun forkorter reaktionstiden, reducerer energiforbruget, men også sparer energi.Derfor er 2,2-dihydroxymethylsmørsyre den bedst kendte hydrofile forbindelse.