Полиол
При органической химии полиол , является органическим соединением содержащим несколько гидроксильных групп ( −OH ). Термин «полиол» может иметь немного разные значения в зависимости от того, используется ли он в пищевой науке или химии полимеров . Полиолы, содержащие две, три и четыре гидроксильные группы, являются диолами , [ 1 ] Триол , [ 2 ] и тетролы, [ 3 ] [ 4 ] соответственно.
Классификация
[ редактировать ]Полиолы могут быть классифицированы в соответствии с их химией. [ 5 ] Некоторые из этих химических услуг - полиэфир, полиэстер, [ 6 ] поликарбонат [ 7 ] [ 8 ] а также акриловые полиолы. [ 9 ] [ 10 ] Полиэфирные полиолы могут быть дополнительно подразделены и классифицированы как полиэтиленоксид или полиэтиленгликоль (PEG), полипропиленгликоль (PPG) и политетрагидрофуран или PTMEG. Они имеют 2, 3 и 4 углерода соответственно на атом кислорода в повторном блоке. Поликапролактоновые полиолы также коммерчески доступны. [ 11 ] Существует также тенденция к увеличению использования биобийных (и, следовательно, возобновляемых) полиолов. [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]
Использование
[ редактировать ]Полиэфирные полиолы имеют многочисленные применения. [ 16 ] [ 17 ] Например, полиуретановая пена является большим пользователем полиэфирных полиол. [ 18 ]
Полиэфирные полиолы могут использоваться для получения жесткой пены. [ 19 ] [ 20 ] Они доступны как в ароматических , так и в алифатических версиях. [ 21 ] [ 22 ] Они также доступны в смешанных алифатических версиях, часто изготовленных из переработанного сырья, обычно полиэтилентерефталата (ПЭТ). [ 23 ]
Акриловые полиолы обычно используются в приложениях с более высокой производительностью, где стабильность ультрафиолетового света требуется [ 24 ] а также нижние покрова . [ 25 ] [ 26 ] Другое использование включает в себя прямые на металлические покрытия. [ 27 ] Поскольку они используются там, где требуется хорошая ультрафиолета, например, автомобильные покрытия, компонент изоцианата также имеет тенденцию быть устойчивым к ультрафиолетовым излучениям и, следовательно, изоцианатные олигомеры или преолимеры на основе изофорона дизоцианата обычно используются. [ 28 ]
Полиолы на основе капролактона продуцируют полиуретаны с повышенной устойчивостью к гидролизу. [ 29 ] [ 30 ]
Поликарбонатные полиолы дороже, чем другие полиолы, и, таким образом, используются в более требовательных приложениях. [ 31 ] [ 32 ] Они использовались для изготовления прелимера на основе изофорона на основе дизоцианата , который затем используется в стеклянных покрытиях. [ 33 ] Они могут использоваться в реактивных клежах HotlElt . [ 34 ]
Все полиолы могут использоваться для получения полиуретановых прелимеров . [ 35 ] [ 36 ] [ 37 ] Затем они находят использование в покрытиях , [ 38 ] Клей , герметики и эластомеры . [ 39 ]
Низкомолекулярные полиолы
[ редактировать ]
Низкомолекулярные полиолы широко используются в химии полимеров , где они функционируют как сшивающие агенты и цепные удлинители. Например, алкидные смолы используйте полиолы в их синтезе и используются в красках и в формах для литья . Они являются доминирующей смолой или «связующим» в большинстве «нефтяных» покрытий. Приблизительно 200 000 тонн алкидных смол производится каждый год. Они основаны на связывании реактивных мономеров посредством образования сложных эфиров. Полиолы, используемые в производстве коммерческих алкидных смол, представляют собой глицерину , триметилолпропан и пентаритрит . [ 40 ] низкомолекулярная полиолоолиол, такой как 1,4-бутандиол При производстве полиуретанового прелимера может использоваться для дальнейшего увеличения молекулярной массы, хотя он увеличивает вязкость, поскольку больше водородных связей . вводится [ 38 ]
Низкомолекулярные полиолы |
![]() Пентаритрит |
![]() |
Сахарные спирты
[ редактировать ]Сахарные спирты , класс низкомолекулярных полиолов, обычно получают гидрированием сахаров . [ 41 ] : 363 У них есть формула (Чо) N H 2 , где n = 4–6. [ 42 ]
Сахарные спирты добавляются в пищу из -за их более низкого содержания калорий, чем сахар ; Тем не менее, они также в целом менее сладкие и часто сочетаются с высокоинтенсивными подсластителями . Они также добавляются в жевательную резинку, потому что они не расщепляются бактериями во рту или метаболизируются на кислоты и, таким образом, не способствуют распаду зубов . Мальтитол , сорбит , ксилитол , эритритол и изомальт являются обычными сахарными спиртами.
Полимерные полиолы
[ редактировать ]Полимерные полиолы |
![]() (Атомы кислорода эфирных связей показаны синим цветом.) |
![]() Полиэфир полиол (Атомы кислорода и углерода показаны групп эфиров синим цветом.) |
Термин полиол используется для различных химических данных молекулярной магистрали. Полиолы могут реагировать с дизоцианатами или полиизоцианатами для получения полиуретанов . MDI находит значительное использование в производстве пены PU. [ 43 ] Полиуретаны используются для изготовления гибкой пены для матрасов и сидений, жесткой изоляции пены для холодильников и морозильных катеров , эластомерных подошвах обуви, волокна (например, спандекс ), покрытия, герметики и клеи . [ 44 ]
Термин полиол также объясняется другими молекулами, содержащими гидроксильные группы. Например, поливиниловый спирт составляет (CH 2 CHOH) N с N гидроксильными группами, где N может быть в тысячах. Целлюлоза является полимером со многими гидроксильными группами, но она не называется полиолом.
Полиолы из переработанных или возобновляемых источников
[ редактировать ]Существуют полиолы на основе возобновляемых источников, таких как растительные материалы, включая касторовое масло и хлопковое масло . [ 45 ] [ 46 ] [ 47 ] Растительные масла и биомасса также являются потенциальными возобновляемыми полиоловыми сырьями. [ 48 ] Семеновое масло можно даже использовать для получения полиэфирных полиолов. [ 49 ]
Характеристики
[ редактировать ]Поскольку общий термин полиол получен только из химической номенклатуры и просто указывает на наличие нескольких гидроксильных групп, для всех полиолов нельзя назначать общие свойства. Однако полиолы обычно вязкие при комнатной температуре из -за водородной связи.
Смотрите также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Основная номенклатура IUPAC - диолы (или полиолы)» . Университет Калгари . 2022.
- ^ «Определение Триола» . www.merriam-webster.com . Получено 2022-02-12 .
- ^ "Тетрол смысл" . www.yourdictionary.com . Получено 2022-02-12 .
- ^ Pubchem. «Бутан-1,2,3,4-тетрол» . pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Получено 2022-02-12 .
- ^ Howarth, GA (2003). «Полиуретаны, полиуретановые дисперсии и полиурея: прошлое, настоящее и будущее». Поверхностные покрытия Международная часть B: транзакции покрытия . 86 (2): 111–118. doi : 10.1007/bf02699621 . S2CID 93574741 .
- ^ «Полиэфирные полиолы - обзор» . www.sciencedirect.com . Получено 2022-02-12 .
- ^ Шарфенберг, Маркус; Хофманн, Сильжа; Цена, жасмин; Помощь, Джанетт; Фрей, Холгер (2017-08-22). «Жесткие гиперграбранные поликарбонатные полиолы из CO2 и эпоксидов на основе циклогекса» . Макромолекулы . 50 (16): 6088–6097. Doi : 10.1021/acs.macomol.7b01276 . ISSN 0024-9297 .
- ^ WO2011129940A1 , Монтгомери, Стивен; Brown, Shawn & Sonnenschein, Mark et al., «Поликарбонатные полиолы и полиуретаны, изготовленные из них», выпущен 2011-10-20
- ^ Роеслер, Ричард (26 марта 1986 г.). «Акриловые полиолы, имеющие низкое остаточное содержание мономера в европейском патенте» (PDF) . Европейский патент .
- ^ «Полиакрилатные полиолы» . Эбрар . Получено 2022-02-13 .
- ^ «Отчет о рынке поликапролактона полиол - размер и доля к 2026 году | AMR» . Исследование рынка союзников . Получено 2022-02-12 .
- ^ Ли, йонхуи; Sun, Xiuzhi Susan (2015-05-15). «Синтез и характеристика акриловых полиолов и полимеров из соевых масел для чувствительных к давлению клея» . RSC Advances . 5 (55): 44009–44017. doi : 10.1039/c5ra04399a . ISSN 2046-2069 .
- ^ Patel JV, Desai SD, Sinha, VK (март 2004 г.). «Биокриловые полиолы для двух упаковочных полиуретановых покрытий» . Журнал научных и промышленных исследований . 63 (3): 259–264 . Получено 2022-02-13 .
- ^ Каспржик, Полина; Sadowska, Ewelina; Датта, Януш (2019-11-01). «Исследование термопластичных полиуретанов, синтезированных с помощью двух разных прелимеров» . Журнал полимеров и окружающей среды . 27 (11): 2588–2599. doi : 10.1007/s10924-019-01543-7 . ISSN 1572-8919 . S2CID 201704473 .
- ^ Гурунатан, Т.; Моханти, Смита; Наяк, Санджай К. (2015-03-01). «Полиретановый препроуретановый препроуретановый препарат на основе касторового масла: синтез и характеристика» . Прогресс в органических покрытиях . 80 : 39–48. doi : 10.1016/j.porgcoat.2014.11.017 . ISSN 0300-9440 .
- ^ Датта, Януш; Косиорек, Полина; Włoch, Marcin (2017-04-01). «Синтез, структура и свойства поли (эфир-эфирана) S синтезируются с использованием трехфункционального оксипропилированного глицерина в качестве полиола» . Журнал теплового анализа и калориметрии . 128 (1): 155–167. doi : 10.1007/s10973-016-5928-2 . ISSN 1588-2926 . S2CID 100046328 .
- ^ Кантети, Сасидхар; Сарат, Пс; Нараян, Раманудж; Раджу, KVSN (2013-12-01). «Синтез и характеристика богатых триазолов полиэфир полиэфиров с использованием химии клика для высоковетвленных полиуретанов» . Реактивные и функциональные полимеры . 73 (12): 1597–1605. doi : 10.1016/j.reactfunctpolym.2013.09.002 . ISSN 1381-5148 .
- ^ Авраам, TW; Höfer, R. (2012). «10.03 - Полимерные строительные блоки и полимеры на основе липидов». В Матиджашевском, К; Möller, M (ред.). Полимерная наука: всесторонняя ссылка . Elsevier. С. 15–58. doi : 10.1016/b978-0-444-53349-4.00253-3 . ISBN 9780080878621 .
- ^ Макадамс, Карина; Фермер, Стивен (сентябрь 2003 г.). «Стабилизация жестких систем, содержащих ароматическую полиэфирную полиол и воду». Журнал сотовой пластмасс . 39 (сентябрь 2003 г.): 369–386. doi : 10.1177/0021955x03035067 . S2CID 96795892 .
- ^ «Полиэфирные полиолы для жесткой пены» (PDF) . Степан . Февраль 2022 года.
- ^ «Ароматические полиэфирные полиолы» . Purinova.com . Получено 2022-02-12 .
- ^ «Полиэфирные полиолы» (PDF) . Норд . Май 2018 года.
- ^ Макуска, Рикардас (2008). «Гликолиз промышленного поли (этилентерефталата) отходов, направленных на бис (гидроксиэтилен) терефталат и ароматические полиэфирные полиолы» (PDF) . Хемоя . 19 (2): 29–34.
- ^ US6762262B1 , Wang, Wei & Harris, Stephen H., «Подготовка акриловых полиолов», выпущено в 2004-07-13
- ^ Ionescu, Mihail (2019). «10. Акриловые полиолы». Ароматические полиэфирные полиолы: химия и технология . Тол. 1. де Грюйтер. С. 267–272. doi : 10.1515/9783110644104-010 . ISBN 978-3-11-064410-4 Полем S2CID 241043906 .
- ^ «Новые акриловые полиолы для покрытий с низким содержанием VOC» . www.pcimag.com . 2002-05-31 . Получено 2022-02-13 .
- ^ «Акриловая полиол с повышенной производительностью для 2K PUR PUR-TO METAL COATS» . Басф . Получено 2022-02-13 .
- ^ Gite, VV; Махуликар, стр; Hundiwale, DG (2010-08-01). «Подготовка и свойства полиуретановых покрытий на основе акриловых полиолов и тримера изофорона дизоцианата» . Прогресс в органических покрытиях . 68 (4): 307–312. doi : 10.1016/j.porgcoat.2010.03.008 . ISSN 0300-9440 .
- ^ Takaaki, Fujiwa (19 июля 1990 г.). «Поликапролактоновые полиоловые и устойчивые к гидролизу полиуретановые смолы, приготовленные из патента 0 409 735 A1» (PDF) . Европейское патентное управление .
- ^ Хуан, Шан; Сяо, Хуан; Чжу, Ян'ан; Qu, Jinqing (2017-05-01). «Синтез и свойства спрей с высоким содержанием твердого вещества два компонента полиуретановых покрытия на основе поликапролактона полиол» . Прогресс в органических покрытиях . 106 : 60–68. doi : 10.1016/j.porgcoat.2017.02.011 . ISSN 0300-9440 .
- ^ Пол, М.; Даниэли, E.; Leven, M.; и др. (2016-12-13). «Динамика полиэфирных полиол и полиэфирных карбонатных полиолов» . Макромолекулы . 49 (23): 8995–9003. doi : 10.1021/acs.macromol.6b01601 . ISSN 0024-9297 .
- ^ «Поликарбонатные диолы для максимальной производительности полиуретаны» . www.gantrade.com . Получено 2022-02-14 .
- ^ Уилсон, Майкл Г. (ноябрь 1991 г.). «Новые покрытия для стекла». Журнал Ассоциации химиков нефти и цветов . 11 : 412–415 - через Springer.
- ^ Cherian, Anna (2014-11-01). «Поликарбонатные полиолы на основе углекислого газа для полиуретановых систем» . www.adhesivesmag.com . Получено 2022-02-14 .
- ^ Харани, Х.; Fellahi, S.; Бакар, М. (1998). «Устранение эпоксидной смолы с использованием синтезированного полиуретанового преолимера на основе гидроксиловых полиэфиров» . Журнал прикладной полимерной науки . 70 (13): 2603–2618. doi : 10.1002/(SICI) 1097-4628 (19981226) 70:13 <2603 :: AID-APP6> 3.0.CO; 2-4 . ISSN 1097-4628 .
- ^ Ши, Минксиан; Чжэн, Хуанли; Huang, Zhixiong; Цинь, Ян (2011-03-01). «Синтез полиуретановых преполимеров и свойства демпфирования полиуретановых/эпоксидных композитов» . Продвинутые научные письма . 4 (3): 740–744. doi : 10.1166/asl.2011.1597 .
- ^ Покхарел, Пашупати; Ли, Дай Су (2014-10-01). «Высокопроизводительные полиуретановые нанокомпозитные пленки, приготовленные из MasterBatch оксида графена в полиэфирной полиолах» . ХИМИЧЕСКИЙ ИНЖЕНЕРНЫЙ ЖУРНАЛ . 253 : 356–365. doi : 10.1016/j.cej.2014.05.046 . ISSN 1385-8947 .
- ^ Jump up to: а беременный Howarth, GA (2000). «Законодательство, соответствующее полиуретановому и эпоксидным покрытиям». Технология пигмента и смолы . 29 (6): 325–336. doi : 10.1108/03699420010355120 .
- ^ Ван, Лей; Шен, подсказывает; Лай, Сяоджуан; и др. (2011-05-01). «Синтез и свойства сшитого водяного полиуретана» . Журнал исследований полимеров . 18 (3): 469–476. doi : 10.1007/s10965-010-9438-9 . ISSN 1572-8935 . S2CID 56442579 .
- ^ Фрэнк Н. Джонс. «Алкидные смолы». Энциклопедия промышленной химии Уллмана . Вейнхайм: Wiley-VCH. doi : 10.1002/14356007.a01_409 . ISBN 978-3527306732 .
- ^ Malani, Ritesh S.; Малше, Винод С.; Торат, Бхаскар Нараян (2022). «Полиолы и полиуретаны из возобновляемых источников: прошлое, настоящее и будущее-Часть 2: материалы, полученные из растений» . Журнал технологий и исследований покрытий . 19 (2): 361–375. doi : 10.1007/s11998-021-00534-5 . ISSN 1935-3804 . S2CID 246083110 .
- ^ Schibeck H, Bär A, Vogel R, Al. (2012). "Сагарские спирты" Энциклопедия Вейнхайм: Wiley-VCH doi : 10.1002/ 14366007.a25_4 ISBN 978-3527306732 .
- ^ «4,4'-метилен дифенил изоцианат (MDI) и полимерная MDI ″ (PMDI) [Документация по значению MAK, 1997]» , Коллекция MAK для здоровья и безопасности , John Wiley & Sons, Ltd, с. 66–96 , 2012, doi : 10.1002/3527600418.mb10168stae0008 , ISBN 978-3-527-60041-0 Получено 2022-02-12
- ^ Boustead, I. (2005). «Полиуретановая жесткая пена» (PDF) . Экопрофили европейской индустрии пластмасс . Брюссель: Plasticseurope. Архивировано из оригинала (PDF) 2013-09-25.
- ^ Нельсон, Томас Дж.; Масаки, Брайан; Морсет, Захари; Вебстер, Дин С. (2013-11-01). «Очень функциональные полиолы на основе биобообразных и их использование в меламино -формальдегидных покрытиях» . Журнал технологий и исследований покрытий . 10 (6): 757–767. doi : 10.1007/s11998-013-9524-0 . ISSN 1935-3804 . S2CID 93718470 . Архивировано из оригинала 2023-03-14 . Получено 2023-03-09 .
- ^ Цзя, Лиан Кун; Гонг, Ли Сян; Джи, Вэнь Цзяо; Кан, Ченг вы (2011-11-01). «Синтез полиола на основе растительного масла с хлопковым маслом и сорбитом, полученным из натурального источника» . Китайские химические буквы . 22 (11): 1289–1292. doi : 10.1016/j.cclet.2011.05.043 . ISSN 1001-8417 .
- ^ Нарут, Прашант; Palanisamy, Aruna (2016-01-01). «Изучение характеристик полиуретановых покрытий, полученных из полиола хлопкового масла» . Журнал технологий и исследований покрытий . 13 (1): 171–179. doi : 10.1007/s11998-015-9741-9 . ISSN 1935-3804 . S2CID 98726099 .
- ^ Malani, Ritesh S.; Малше, Винод С.; Торат, Бхаскар Нараян (2022). «Полиолы и полиуретаны из возобновляемых источников: прошлое, настоящее и будущее - Часть 1: растительные масла и лигноцеллюлозная биомасса» . Журнал технологий и исследований покрытий . 19 (1): 201–222. doi : 10.1007/s11998-021-00490-0 . ISSN 1935-3804 . S2CID 235442129 .
- ^ Аргиропулос, Джон; Попа, Пол; Спильман, Гэри; Бхаттачарджи, Дебкумар; Кунсе, Уильям (2009-12-01). «Полиолы на основе нефти для покрытий» . Журнал технологий и исследований покрытий . 6 (4): 501–508. doi : 10.1007/s11998-008-9154-0 . ISSN 1935-3804 . S2CID 96095676 . Архивировано из оригинала 2023-03-14 . Получено 2023-03-14 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]СМИ, связанные с полиолами в Wikimedia Commons