在油性聚氨酯生产体系中,聚酯多元醇与聚醚多元醇是两类关键基础原料,两者的选择直接决定了最终油性聚氨酯产品的性能、适用场景及生产成本。两类多元醇的核心差异源于分子结构中羟基的特性,进而影响其与异氰酸酯的反应活性、聚合产物性能。
羟基(-OH)是多元醇与异氰酸酯(-NCO)发生聚合反应的核心活性基团,两类多元醇的羟基在连接方式、活性、稳定性上存在显著差异,这是后续所有性能不同的根本。
· 结构特征:核心成分为二元酸(如己二酸、邻苯二甲酸)与二元醇(如乙二醇、1,4-丁二醇)缩聚生成的低聚物,羟基为端基结构,直接连接在酯键(-COO-)相邻的饱和碳原子上;分子链中酯键的强极性会对羟基产生电子诱导效应,不同成分的聚酯多元醇(如己二酸-乙二醇型、己二酸-1,4-丁二醇型)羟基活性略有差异;
· 反应活性:活性极高,其中己二酸系聚酯多元醇应用最广,其羟基与异氰酸酯的反应速度快,无需额外添加高效催化剂即可实现快速聚合;在油性聚氨酯生产中需精准控制反应温度和投料节奏,避免局部反应过于剧烈;
· 稳定性:受酯键及成分影响,羟基周边分子链的耐水解性较弱,其中邻苯二甲酸系聚酯多元醇耐候性略差于己二酸系;在高温高湿环境或接触极性溶剂时,酯键易断裂,导致羟基数量流失,进而影响聚合产物的结构稳定性;
· 结构特征:核心成分为环氧丙烷(PO)、环氧乙烷(EO)等环氧化物,以甘油、蔗糖、二乙二醇等为起始剂开环聚合生成的低聚物,羟基同样为端基,连接在醚键(-O-)相邻的碳原子上;其中聚氧化丙烯醚多元醇(PPG)应用最普遍,聚氧化乙烯醚多元醇(PEG)亲水性更强;醚键极性较弱,对羟基的电子效应影响较小,且分子链空间位阻相对更大;
· 反应活性:活性低于聚酯多元醇,不同成分差异明显——聚氧化丙烯醚多元醇羟基活性适中,聚氧化乙烯醚多元醇羟基活性略高;与异氰酸酯的反应速度更为平缓,在油性聚氨酯生产中,常需搭配有机金属盐、胺类催化剂调控反应进程,便于控制体系黏度和反应放热;
· 稳定性:醚键化学稳定性强,其中聚氧化丙烯醚多元醇应用最广,其羟基周边分子链的耐水解性、耐候性优异;聚氧化乙烯醚多元醇因亲水性强,耐水解性稍弱但低温流动性更好;在潮湿、高低温交替环境下,羟基结构不易被破坏,聚合产物使用寿命更长;
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