Pemanjangan rantai hidrofilik karboksilik DMBA dan DMPA.

Mukadimah

Dalam pengeluaran poliuretana bawaan air, asid karboksilik sebagai pemanjang rantai hidrofilik anionik adalah sejenis asid karboksilik dengan diol, yang telah digunakan secara meluas untuk struktur molekulnya yang unik dan prestasi produk yang sangat baik.
Pemanjangan rantai jenis asid karboksilik terutamanya termasuk asid 2,2-dihydroxymethylpropionic (DMPA) dan 2,2-dihydroxymethylbutyric acid (DMBA).Ia adalah molekul diol terhalang pelbagai fungsi yang unik dengan kedua-dua kumpulan hidroksil dan karboksil.Selepas peneutralan dengan alkali, kumpulan asid bebas secara aktif boleh meningkatkan keterlarutan air atau prestasi penyebaran resin;Kumpulan polar telah diperkenalkan untuk meningkatkan lekatan salutan dan sifat pencelupan gentian sintetik;Meningkatkan keterlarutan alkali salutan.Ia boleh digunakan pada sistem poliuretana larut air, resin alkid larut air dan resin poliester, salutan epoksi ester, elastomer poliuretana dan salutan serbuk.
Ia juga boleh digunakan dalam bahan kimia kulit, kristal cecair, dakwat, bahan tambahan makanan dan bahan kimia pelekat, terutamanya dalam pembuatan poliuretana emulsi air dan agen kemasan kulit.Ia bukan sahaja pemanjang rantai, tetapi juga ejen pengemulsi diri yang baik untuk poliuretana, yang boleh meningkatkan kestabilan losyen air poliuretana, jadi ia digunakan secara meluas.

Kelebihan Menggunakan Dihydroxymethyl Carboxylic Acid

Losyen poliuretana akueus biasanya memperkenalkan agen hidrofilik ke dalam rantai molekul poliuretana, kemudian meneutralkan dengan alkali untuk membentuk garam, dan tersebar dalam air ternyahion dengan kacau mekanikal untuk membentuk losyen akueus poliuretana.
Terdapat terutamanya tiga jenis agen hidrofilik yang digunakan dalam poliuretana bawaan air: anionik, kationik dan bukan ionik.Jenis anionik terutamanya termasuk: asid 2,2-dihydroxymethylpropionic, asid 2,2-dihydroxymethylbutyric, asid tartaric, butanediol sulfonate, sodium ethylenediamineethanesulfonate, glycerol and maleic anhydride;Jenis kationik terutamanya termasuk: methyldiethanolamine, triethanolamine, dll;Jenis bukan ionik terutamanya termasuk polietilena oksida ditamatkan hidroksil.
Kandungan agen hidrofilik bukan ionik seperti polietilena oksida mestilah sangat tinggi untuk menjadikan penyebaran stabil.Resin poliuretana bawaan air yang diperbuat daripada hidroksil polioksietilena eter sebagai kumpulan hidrofilik mempunyai rintangan elektrolit yang baik, tetapi rintangan air filem itu sangat lemah, jadi ia tidak praktikal;
Ejen hidrofilik kationik, seperti tambah natrium akrilat etilenadiamine, sebagai sebatian hidrofilik, menjadikan keseluruhan sistem tindak balas beralkali.Terdapat bukan sahaja tindak balas pantas antara - kumpulan NH2 dan - kumpulan NCO, tetapi juga tindak balas antara - kumpulan NCO dan - nhcoo.Oleh itu, tindak balas adalah sukar untuk dikawal dan mudah untuk gel.Selain itu, losyen yang disediakan mempunyai zarah kasar dan rintangan air pembentuk filem yang lemah, jadi ia tidak boleh digunakan dalam industri;
Asid Dihydroxymethyl carboxylic dalam bentuk anionik mengandungi dua kumpulan hidroksil dan juga bertindak sebagai pemanjang rantai.Peranan dwi ini menjadikannya menunjukkan kelebihan besar dalam penyediaan losyen Pu pengemulsi sendiri.Semasa sintesis karbamat, ia menjadikan sistem tindak balas berasid.Dalam keadaan berasid, tindak balas antara - NCO dan - Oh adalah ringan, manakala - nhcoo - tidak mengambil bahagian dalam tindak balas dan tidak akan menyebabkan gel.Di samping itu, asid karboksilik dimetilol juga bertindak sebagai pemanjang rantai, supaya kumpulan hidrofilik (iaitu, kumpulan karboksil) terletak dalam segmen rantai makromolekul.Menggunakan amina tertier sebagai agen peneutralan, resin poliuretana berair dengan kestabilan yang sangat baik dan air membentuk filem yang sangat baik dan rintangan pelarut boleh disediakan.Asid dihydroxymethyl carboxylic adalah sebatian hidrofilik terbaik yang digunakan secara meluas dalam penyediaan resin poliuretana bawaan air.

Asid 2,2-Dihydroxymethylpropionic (DMPA) Dan 2,2-Dihydroxymethylbutyric Acid (DMBA)

Di antara dua jenis asid Dihydroxymethyl carboxylic, asid 2,2-dihydroxymethyl propionic telah digunakan untuk masa yang lama dan merupakan pemanjang rantai hidrofilik yang digunakan secara meluas pada masa ini.Walaupun ia mempunyai banyak kelebihan, ia juga mempunyai banyak kelemahan, terutamanya disebabkan oleh takat leburnya yang tinggi (180-185 ℃), yang sukar dipanaskan dan cair, yang memerlukan penambahan pelarut organik seperti N-methylpyrrolidone (NMP), n N-dimethylamide (DMF), aseton, dsb., manakala NMP mempunyai takat didih yang tinggi, yang sukar dikeluarkan selepas menyediakan APU.Selain itu, DMPA mempunyai keterlarutan kecil dalam aseton, dan sejumlah besar aseton perlu ditambah dalam proses sintesis.Proses penyingkiran keton bukan sahaja membazir tenaga tetapi juga membawa risiko keselamatan.Oleh itu, penggunaan asid 2,2-dihydroxymethylpropionic bukan sahaja tinggi dalam penggunaan tenaga, tetapi juga mudah menyebabkan sisa organik dalam produk.
Berbanding dengan asid 2,2-dihydroxymethyl propionic, asid 2,2-dihydroxymethyl butyric mempunyai kelebihan berikut:
1. Ia mempunyai keterlarutan yang lebih baik dalam pelarut organik.Jadual berikut menunjukkan data keterlarutan DMBA dan DMPA dalam suhu dan pelarut yang berbeza;
Data keterlarutan DMBA dan DMPA dalam suhu dan pelarut yang berbeza:

Keterlarutan: unit: g / 100g pelarut
Keterlarutan dalam air: 48% untuk DMBA dan 12% untuk DMPA.

2. Kadar tindak balas yang tinggi, kelajuan tindak balas yang cepat dan suhu tindak balas yang rendah.Sebagai contoh, masa tindak balas untuk mensintesis prapolimer poliuretana adalah pendek, secara amnya hanya 50-60 minit, manakala DMPA mengambil masa 150-180 minit;
3. Ia digunakan untuk losyen poliuretana bawaan air dengan saiz zarah yang lebih halus dan pengedaran yang sempit;
4. Takat lebur rendah, 108-114 ℃;
5. Kepelbagaian formula boleh mengurangkan penggunaan pelarut, sekali gus mengurangkan kos pelarut dan rawatan cecair sisa;
6. Ia boleh digunakan untuk menyediakan sistem poliuretana dan poliester bebas pelarut sepenuhnya;
Dalam proses sintesis sebenar, ia tidak perlu menggunakan sebarang pelarut.Losyen yang dihasilkan mempunyai prestasi yang baik dan sifat mekanikal filem yang sangat baik, yang bukan sahaja memendekkan masa tindak balas, mengurangkan penggunaan tenaga, tetapi juga menjimatkan tenaga.Oleh itu, asid 2,2-dihydroxymethyl butyric ialah sebatian hidrofilik yang paling terkenal.