Karboxyliska hydrofila kedjeförlängare DMBA och DMPA.

Förord

Vid produktion av vattenburen polyuretan är karboxylsyra som anjonisk hydrofil kedjeförlängare en sorts karboxylsyra med diol, som har använts i stor utsträckning för sin unika molekylstruktur och utmärkta produktprestanda.
Kedjeförlängare av karboxylsyratyp inkluderar huvudsakligen 2,2-dihydroximetylpropionsyra (DMPA) och 2,2-dihydroximetylsmörsyra (DMBA).Det är en unik multifunktionell blockerad diolmolekyl med både hydroxyl- och karboxylgrupper.Efter neutralisering med alkali kan den fria syragruppen aktivt förbättra hartsets vattenlöslighet eller dispersionsprestanda;Polära grupper introducerades för att förbättra vidhäftningen av beläggningar och färgningsegenskaperna hos syntetfibrer;Öka beläggningens alkalilöslighet.Det kan appliceras på vattenlösligt polyuretansystem, vattenlösligt alkydharts och polyesterharts, epoxiesterbeläggning, polyuretanelastomer och pulverlackering.
Det kan också användas i läderkemiska material, flytande kristaller, bläck, livsmedelstillsatser och limkemikalier, särskilt vid tillverkning av vattenemulsionspolyuretan och läderbehandlingsmedel.Det är inte bara en kedjeförlängare, utan också ett bra självemulgerande medel för polyuretan, vilket avsevärt kan förbättra stabiliteten hos polyuretanvattenlotion, så det används ofta.

Fördelar med att använda dihydroximetylkarboxylsyra

Vattenhaltig polyuretanlotion introducerar vanligtvis hydrofilt medel i polyuretanmolekylkedjan, neutraliserar sedan med alkali för att bilda salt och dispergeras i avjoniserat vatten genom mekanisk omrörning för att bilda vattenhaltig polyuretanlotion.
Det finns huvudsakligen tre typer av hydrofila medel som används i vattenburen polyuretan: anjoniska, katjoniska och nonjoniska.Den anjoniska typen inkluderar huvudsakligen: 2,2-dihydroximetylpropionsyra, 2,2-dihydroximetylsmörsyra, vinsyra, butandiolsulfonat, natriumetylendiaminetansulfonat, glycerol och maleinsyraanhydrid;Katjonisk typ inkluderar huvudsakligen: metyldietanolamin, trietanolamin, etc;Icke jonisk typ inkluderar huvudsakligen hydroxylterminerad polyetylenoxid.
Halten av nonjoniskt hydrofilt medel såsom polyetylenoxid måste vara mycket högt för att dispersionen ska bli stabil.Det vattenburna polyuretanhartset tillverkat av hydroxylpolyoxietyleneter som hydrofil grupp har god elektrolytbeständighet, men filmens vattenbeständighet är mycket dålig, så det är inte praktiskt;
Katjoniskt hydrofilt medel, såsom etylendiamin-natriumakrylat-addukt, som en hydrofil förening, gör hela reaktionssystemet alkaliskt.Det finns inte bara en snabb reaktion mellan - NH2-grupp och - NCO-grupp, utan också en reaktion mellan - NCO-grupp och - nhcoo.Därför är reaktionen svår att kontrollera och lätt att gela.Dessutom har den beredda lotionen grova partiklar och dålig filmbildande vattenbeständighet, så den kan inte användas inom industrin;
Dihydroximetylkarboxylsyran i anjonisk form innehåller två hydroxylgrupper och fungerar även som en kedjeförlängare.Denna dubbla roll gör att den visar stora fördelar vid framställning av självemulgerande Pu-lotion.Under syntesen av karbamat gör det reaktionssystemet surt.Under sura förhållanden är reaktionen mellan - NCO och - Oh mild, medan - nhcoo - inte deltar i reaktionen och kommer inte att orsaka gel.Dessutom fungerar dimetylolkarboxylsyra också som en kedjeförlängare, så att den hydrofila gruppen (dvs karboxylgruppen) är belägen i det makromolekylära kedjesegmentet.Med användning av tertiär amin som neutraliseringsmedel kan ett vattenhaltigt polyuretanharts med utmärkt stabilitet och utmärkt filmbildande vatten- och lösningsmedelsbeständighet framställas.Dihydroximetylkarboxylsyra är den bästa hydrofila föreningen som ofta används vid framställning av vattenburet polyuretanharts.

2,2-dihydroximetylpropionsyra (DMPA) och 2,2-dihydroximetylsmörsyra (DMBA)

Bland de två typerna av dihydroximetylkarboxylsyror har 2,2-dihydroximetylpropionsyra använts under lång tid och är en hydrofil kedjeförlängare som används i stor utsträckning för närvarande.Även om det har många fördelar, har det också många nackdelar, främst på grund av dess höga smältpunkt (180-185 ℃), som är svår att värma och smälta, vilket kräver tillsats av organiska lösningsmedel som N-metylpyrrolidon (NMP), n N-dimetylamid (DMF), aceton etc, medan NMP har en hög kokpunkt, som är svår att ta bort efter beredning av APU.Dessutom har DMPA en liten löslighet i aceton, och en stor mängd aceton måste tillsättas i syntesprocessen.Ketonborttagningsprocessen slösar inte bara energi utan medför också säkerhetsrisker.Därför är användningen av 2,2-dihydroximetylpropionsyra inte bara hög i energiförbrukning, utan också lätt att orsaka organiska rester i produkten.
Jämfört med 2,2-dihydroximetylpropionsyra har 2,2-dihydroximetylsmörsyra följande fördelar:
1. Det har bättre löslighet i organiska lösningsmedel.Följande tabell visar löslighetsdata för DMBA och DMPA i olika temperaturer och lösningsmedel;
Löslighetsdata för DMBA och DMPA i olika temperaturer och lösningsmedel:

Löslighet: enhet: g / 100g lösningsmedel
Löslighet i vatten: 48% för DMBA och 12% för DMPA.

2. Hög reaktionshastighet, snabb reaktionshastighet och låg reaktionstemperatur.Till exempel är reaktionstiden för syntetisering av polyuretanprepolymer kort, i allmänhet endast 50-60 minuter, medan DMPA tar 150-180 minuter;
3. Den används för vattenburen polyuretanlotion med finare partikelstorlek och smal fördelning;
4. Låg smältpunkt, 108-114 ℃;
5. Mångfalden av formler kan minska användningen av lösningsmedel, och därmed minska kostnaderna för lösningsmedel och avfallsbehandling;
6. Den kan användas för att förbereda helt lösningsmedelsfria polyuretan- och polyestersystem;
I själva syntesprocessen behöver den inte förbruka något lösningsmedel.Den framställda lotionen har bra prestanda och utmärkta mekaniska egenskaper hos filmen, vilket inte bara förkortar reaktionstiden, minskar energiförbrukningen utan också sparar energi.Därför är 2,2-dihydroximetylsmörsyra den mest kända hydrofila föreningen.