聚醚多元醇的性能及选用

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聚醚多元醇是主链含有醚键(—R—O—R—)，端基或侧基含有大于2个羟基(—OH)的低聚物。是以低分子量多元醇、多元胺或含活泼氢的化合物为起始剂，与氧化烯烃在催化剂作用下开环聚合而成。氧化烯烃主要是环氧丙烷PO，环氧乙烷EO，其中以环氧丙烷最为常见。多元醇起始剂有丙二醇、乙二醇等二元醇，甘油、三羟甲基丙烷等三元醇及季戊四醇、木糖醇、山梨醇、蔗糖等多元醇;胺类起始剂为二乙胺、二乙烯三胺等。根据起始剂所含活性原子的数目可制得不同官能度的聚醚多元醇，在聚氨酯胶黏剂制备中最常用的聚醚是聚氧化丙烯二醇和聚氧化丙烯三醇，另外还有聚四氢呋喃二醇。用聚多元醇脂配制的聚氨酯树脂胶黏剂具有良好的耐水性，抗冲击性和低温性。

市场上聚醚进口和国产的厂家都较多，分子量差异悬殊，性能和用途也各不相同，在聚氨酯胶黏剂、弹性体和软硬泡制品上都广泛得到应用，如何在品种繁多的聚醚多元醇中找到适合自己的材料完成配方设计是摆在很多聚氨酯从业人员面前的一个问题。通常大家按照用途来区分为软泡聚醚、硬泡聚醚和弹性体聚醚。经过多年不间断的实验和应用，笔者发现这种分类有助于宏观上大家尽快熟悉和选用聚醚，业务人员更快锁定目标客户，使用方更快选定自己所需的原材料，但经验告诉我，这样并不利于大家从微观上去理解配方设计和性能调整，更不用说从分子结构的角度去思考高聚物的链段构成。

聚醚多元醇的物理化学性能主要是由起始剂和氧化烯烃类型以及分子量来决定：

1、起始剂活性氢的数量决定了聚醚的官能度，不同的起始剂合成的聚醚反应活性相差很大，一般来说，分子量相差不大的情况下，同是PO类型的聚醚，乙二胺、苯胺类作起始剂的聚醚活性最高，季戊四醇、蔗糖类多元醇作起始剂的聚醚活性也比较高，而乙二醇、丙二醇作起始剂的聚醚活性却比较低。

2、同类型的聚醚，羟值越高，分子量越小，反应活性越高，粘度越小。

3、大多氧化烯烃类的聚醚都较多或者全部选用PO 来合成，但也有一些品种，先用PO和起始剂反应，而后用EO来封端，个别品种甚至全部使用EO来聚合。EO封端的聚醚通常比全为PO的聚醚活性要高，亲水性要好，EO含量越高，这种趋势越明显。

按照反应活性从低到高，我们可以简单的将聚醚做一下区分：

低活性聚醚，聚氧化丙烯二醇、三醇，PPG

官能度为2或3，起始剂为1,2-丙二醇、乙二醇、三羟甲基丙烷或甘油，PO开环进行聚合，市场上软泡聚醚和胶黏剂弹性体用聚醚大多是这种类型，也是我们最常见的通用聚醚，一般以：210，220，330来编号，个数字代表官能度，后面两个数字代表分子量。聚醚210就是官能度为2分子量1000的聚氧化丙烯二醇。

中等活性聚醚

结构上类同于普通聚醚，但部分PO链段改为EO封端，分子结构的差异导致活性提高，EO含量越高，活性越高，亲水性越强，常见的高回弹聚醚330N、550N即是此类聚醚。

高活性聚醚

1、以乙二胺、苯胺等为起始剂合成的聚醚，最常见的就是聚醚403和4110了，四官能度，常用于硬泡。这类聚醚由于含有氨基存在，有一定的自催化效应，很少单独使用，一般和上述两种聚醚配伍使用。

2、以山梨醇、蔗糖为起始剂的多官能度聚醚，反应活性也很高，基本只在硬泡上应用。

从反应活性的角度去区分聚醚可以更好的让我们从分子的角度去理解配方，有助于我们提高实验效率，避免走弯路。大多时候我们设计配方很少只用一种聚醚，多是几种聚醚配伍使用来取得性能的平衡，而反应活性梯度相差越近的聚醚，在后期熟化时越能取得固化一致的效果，性能越能得到体现。而固化梯度相差较大，就要考虑多重催化的问题，相差越悬殊越容易造成固化不完全导致配方设计失败。例：很多时候几种聚醚混合后固化成白浊状或豆腐块状，其原因就是反应活性高的聚醚先固化，形成的立体结构阻碍了反应活性低的聚醚继续固化，造成反应不彻底，固化不一致。

以上介绍的就是传统意义上的聚醚，实际中我们还有一些品种也作为聚醚来应用，下面做一下简单介绍。

聚合物多元醇，POP

乙烯基聚合物接枝聚醚多元醇俗称“聚合物多元醇”(PolyetherPolyol) ，简称POP。聚合物多元醇是以通用聚醚多元醇为基础聚醚（一般以通用软泡聚醚三醇、高活性聚醚），加丙烯腈、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯、氯乙烯等乙烯基单体及引发剂，在100度左右和氮气保护下进行自由基接枝聚合而成。POP属有机填充聚醚多元醇，用于制备高承载或高模量软质和半硬质聚氨酯泡沫塑料制品。部分采用或全部采用这种有机填充聚醚代替通用聚醚多元醇，可生产密度低而承载性能高的泡沫塑料，既达到硬度要求，又节省原料。外观一般为白色或浅乳黄色，又称白聚醚。

聚四氢呋喃醚，PTMG，PTMEG

PTMG是一种端伯羟基的线性聚醚二醇，是四氢呋喃开环聚合而成，该类型聚氨酯材料具有很好的低温性能和耐磨耐老化耐水解耐霉变性能，柔韧性和弹性也很好，无毒，是聚醚中的“贵族”，常用于高性能聚氨酯弹性体，聚氨酯弹性纤维（氨纶）的生产。

PTMG市场上以分子量区分有三种规格：PTMG650，PTMG1000和PTMG2000，其中PTMG650常温下为液体，而PTMG1000和PTMG2000则为白色蜡状固体，加热至50℃左右即熔解为无色透明液体。

蓖麻油

蓖麻油是一种很好的含有羟基的植物油，与聚醚具有良好的相容性和类似的性能，常常也被视作聚醚来使用。据分析，蓖麻油含有85%-90%左右的蓖麻油酸（9-烯基-1,2-羟基十八酸）和10%-15%的不含有羟基的油酸和亚油酸。

蓖麻油羟值150~165mgKOH/g之间，据此推算，可以认为含有约70%的三官能度组份和30%的二官能度组份，还有少量的多官能度组份，平均官能度2.7，平均分子量1000左右，反应活性较高。

由于蓖麻油中含有10%-15%的不含有羟基的油酸和亚油酸，这些物质的存在起着类似增塑剂的作用，而且蓖麻油中含有一定的酯键，所以其低温性能和机械性能优于聚氧化烯烃醚。