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多元醇制法-多元醇用途-多元醇的特性
2020-07-01 阅读 271

2个以上羟基的醇称为多元醇。常见的多元醇有:乙二醇、丙三醇及季戊四醇。低级的多元醇为粘稠液体,沸点比同碳原子数的一元醇高得多。随着羟基数目的增多,水溶性随着增大。多元醇具有一元醇的一切反应,在反应中羟基可逐步进行反应,例如乙二醇中2个羟基上的氢原子,可逐一被钠取代,生成CH2OHCH2NaCH2ONaCH2ONa,氧化时可产生一系列氧化产物,如羟乙醛、乙二醛、羟乙酸、乙醛酸、乙二酸。二元醇和三元醇还有其特殊反应,如12—二醇,可被四醋酸铅和过磺酸氧化为二分子的醛或酮,能和氢氧化钠生成蓝色产物等。二元醇和三元醇还可脱水。医药中常用的多元醇有甘油(丙三醇),可作为助溶剂、赋形剂或滑润剂。 

【用途】

大多数植物油分子不像蓖麻油那样含多个羟基,需要通过化学方法增加羟基含量。植物油是自然资源,近年来,国内外少数公司充分利用价格比较低廉的植物油如大豆油、棕榈油为原料,开发了一系列植物油多元醇,代替石油化工资源的聚醚多元醇,主要用于聚氨酯硬泡原料,少量用于聚氨酯软泡原料以及聚氨酯CASE材料。

植物和动物中天然存在的油及脂肪是不溶于水的疏水性化合物,主要是脂肪酸甘油酯,即甘油三酸酯。天然油脂中复杂的甘油三酸酯混合物在合适的条件下经过一系列化学反应如水解、酯交换、皂化、加氢、环氧化以及胺化反应,油脂即转化为聚氨酯的一种原料。

【制法】

用甘油、季戊四醇等多元醇与油脂进行酯交换,可制得一定羟基官能度的醇解产物,这种方法制备的多元醇,由于反应状态难以控制,成分往往比较复杂,而且产品的性质差别也比较大。

大豆油和棕榈油等植物油的分子结构中含有不饱和双键,可以通过过渡金属催化羰基化法,臭氧氧化法、环氧开环法制备多元醇。

过渡金属催化羰基化法:植物油的双键在铑或钴配合物的催化氧化下,发生羰基化反应而生成一个支链醛基,而后在Raney Ni的催化下还原为羟基。多元醇产物羟基主要为支链伯羟基。此法催化剂昂贵,工艺复杂。

臭氧氧化法直接将植物油分子中的双键切断而在双键切断处产生伯羟基,得到分子量较低的多元醇,大豆油多元醇产物官能度一般在2.52.8之间。

环氧开环法是目前制备植物油多元醇最常用的方法,包括两个连续反应步骤,植物油首先与过氧乙酸(或双氧水等)反应把双键氧化生成环氧植物油(例如最常见的环氧大豆油),然后将环氧植物油与醇、催化剂等反应得到植物油多元醇。例如环氧大豆油加入由醇和水组成的混合液中,在酸或碱的催化下开环。这种方法得到的多元醇,其羟基全部为仲羟基。大豆油多元醇羟基官能度可达4.14.5

通过不饱和油脂双键反应制备天然油脂多元醇,缺点是,有的油脂中不含双键的成分占一定比例,且与环氧化或者羟基化植物油难以分离,是惰性成分,会对聚氨酯制品的性能有影响;另外就是羟基的分布以及活性不均匀,可能导致硬泡发酥发脆。

一般来说,羟值低的植物油多元醇用于制备聚氨酯软泡时,只是部分代替石油基聚醚多元醇,某些高羟值官能度的植物油也可作为硬泡的大部分甚至全部多元醇原料。


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