Chất kéo dài chuỗi ưa nước cacboxylic DMBA và DMPA.

Lời nói đầu

Trong sản xuất polyurethane trong nước, axit cacboxylic như chất kéo dài chuỗi anion ưa nước là một loại axit cacboxylic với diol, đã được sử dụng rộng rãi vì cấu trúc phân tử độc đáo và hiệu suất sản phẩm tuyệt vời.
Chất kéo dài chuỗi loại axit cacboxylic chủ yếu bao gồm axit 2,2-dihydroxymethylpropionic (DMPA) và 2,2-dihydroxymethylbutyric axit (DMBA).Nó là một phân tử diol bị chặn đa chức năng duy nhất có cả nhóm hydroxyl và cacboxyl.Sau khi trung hòa với kiềm, nhóm axit tự do có thể tích cực cải thiện khả năng hòa tan trong nước hoặc hiệu suất phân tán của nhựa;Nhóm phân cực được giới thiệu để cải thiện độ bám dính của lớp phủ và tính chất nhuộm của sợi tổng hợp;Tăng khả năng hòa tan kiềm của lớp phủ.Nó có thể được áp dụng cho hệ thống polyurethane hòa tan trong nước, nhựa alkyd hòa tan trong nước và nhựa polyester, sơn epoxy este, chất đàn hồi polyurethane và sơn tĩnh điện.
Nó cũng có thể được sử dụng trong vật liệu hóa học da, tinh thể lỏng, mực, phụ gia thực phẩm và hóa chất kết dính, đặc biệt là trong sản xuất polyurethane nhũ tương nước và các chất hoàn thiện da.Nó không chỉ là một chất kéo dài chuỗi mà còn là một chất tự nhũ hóa tốt cho polyurethane, có thể cải thiện đáng kể độ ổn định của kem dưỡng da polyurethane, vì vậy nó được sử dụng rộng rãi.

Ưu điểm của việc sử dụng axit Dihydroxymethyl Carboxylic

Kem dưỡng da polyurethane dạng nước thường đưa tác nhân ưa nước vào chuỗi phân tử polyurethane, sau đó trung hòa với kiềm để tạo thành muối, và phân tán trong nước khử ion bằng cách khuấy cơ học để tạo thành kem dưỡng da polyurethane.
Chủ yếu có ba loại tác nhân ưa nước được sử dụng trong polyurethane trong nước: anion, cation và không ion.Loại anion chủ yếu bao gồm: axit 2,2-dihydroxymethylpropionic, axit 2,2-dihydroxymethylbutyric, axit tartaric, butanediol sulfonate, natri etylendiaminethanesulfonat, glycerol và anhydrit maleic;Loại cation chủ yếu bao gồm: methyldiethanolamine, triethanolamine, v.v.;Loại không ion chủ yếu bao gồm oxit polyetylen kết thúc bằng hydroxyl.
Hàm lượng chất ưa nước không ion như polyetylen oxit phải rất cao để làm cho sự phân tán ổn định.Nhựa polyurethane trong nước được làm bằng hydroxyl polyoxyetylen ete là nhóm ưa nước có khả năng chống điện ly tốt, nhưng khả năng chống thấm nước của phim rất kém, vì vậy nó không thực tế;
Chất ưa nước cation, chẳng hạn như chất phụ gia natri acrylat etylendiamin, như một hợp chất ưa nước, làm cho toàn bộ hệ phản ứng có tính kiềm.Không chỉ xảy ra phản ứng nhanh giữa - nhóm NH2 và - NCO mà còn có phản ứng giữa - nhóm NCO và - nhcoo.Do đó, phản ứng khó kiểm soát và dễ tạo gel.Hơn nữa, kem dưỡng da được pha chế có các hạt thô và khả năng chống thấm nước tạo màng kém nên không thể dùng trong công nghiệp;
Axit cacboxylic dihydroxymethyl ở dạng anion chứa hai nhóm hydroxyl và cũng hoạt động như một chất kéo dài chuỗi.Vai trò kép này giúp nó thể hiện những ưu điểm tuyệt vời trong việc điều chế kem dưỡng da Pu tự nhũ hóa.Trong quá trình tổng hợp cacbamat, nó làm cho hệ phản ứng có tính axit.Trong điều kiện axit, phản ứng giữa - NCO và - Oh là nhẹ, trong khi - nhcoo - không tham gia phản ứng và sẽ không tạo gel.Ngoài ra, axit cacboxylic đimetylol cũng hoạt động như một chất kéo dài chuỗi, do đó nhóm ưa nước (tức là nhóm cacboxyl) nằm trong phân đoạn chuỗi đại phân tử.Sử dụng amin bậc ba làm chất trung hòa, có thể điều chế nhựa polyurethane dạng nước với độ ổn định tuyệt vời và khả năng kháng dung môi và nước tạo màng tuyệt vời.Axit dihydroxymethyl cacboxylic là hợp chất ưa nước tốt nhất được sử dụng rộng rãi trong việc điều chế nhựa polyurethane trong nước.

2,2-Dihydroxymethylpropionic Acid (DMPA) và 2,2-Dihydroxymethylbutyric Acid (DMBA)

Trong số hai loại axit Dihydroxymethyl cacboxylic, axit 2,2-dihydroxymethyl propionic đã được sử dụng từ lâu và là chất kéo dài chuỗi ưa nước được sử dụng rộng rãi hiện nay.Mặc dù có nhiều ưu điểm nhưng nó cũng có nhiều nhược điểm, chủ yếu là do nhiệt độ nóng chảy cao (180-185 ℃), khó nóng và nóng chảy, đòi hỏi phải bổ sung các dung môi hữu cơ như N-methylpyrrolidone (NMP), n N-dimetylamit (DMF), axeton, v.v., trong khi NMP có nhiệt độ sôi cao, rất khó loại bỏ sau khi điều chế APU.Hơn nữa, DMPA có độ hòa tan nhỏ trong axeton, và một lượng lớn axeton cần được thêm vào trong quá trình tổng hợp.Quá trình loại bỏ xeton không chỉ gây lãng phí năng lượng mà còn mang đến những rủi ro về an toàn.Vì vậy, việc sử dụng axit 2,2-dihydroxymethylpropionic không những tiêu tốn nhiều năng lượng mà còn dễ gây ra tồn dư hữu cơ trong sản phẩm.
So với axit 2,2-dihydroxymetyl propionic, axit 2,2-dihydroxymetyl butyric có những ưu điểm sau:
1. Nó có khả năng hòa tan tốt hơn trong dung môi hữu cơ.Bảng sau đây cho thấy dữ liệu về độ hòa tan của DMBA và DMPA ở các nhiệt độ và dung môi khác nhau;
Dữ liệu về độ hòa tan của DMBA và DMPA ở các nhiệt độ và dung môi khác nhau:

Độ tan: đơn vị: g / 100g dung môi
Độ hòa tan trong nước: 48% đối với DMBA và 12% đối với DMPA.

2. Tốc độ phản ứng cao, tốc độ phản ứng nhanh và nhiệt độ phản ứng thấp.Ví dụ, thời gian phản ứng để tổng hợp tiền polyme polyurethane ngắn, thường chỉ 50-60 phút, trong khi DMPA mất 150-180 phút;
3. Nó được sử dụng cho kem dưỡng da polyurethane dạng nước với kích thước hạt mịn hơn và phân bố hẹp;
4. Điểm nóng chảy thấp, 108-114 ℃;
5. Sự đa dạng của công thức có thể làm giảm việc sử dụng dung môi, do đó giảm chi phí của dung môi và xử lý chất lỏng thải;
6. Nó có thể được sử dụng để chuẩn bị các hệ thống polyurethane và polyester hoàn toàn không chứa dung môi;
Trong quá trình tổng hợp thực tế, nó không cần tiêu thụ bất kỳ dung môi nào.Kem dưỡng da được sản xuất có hiệu suất tốt và tính chất cơ học tuyệt vời của màng, không chỉ rút ngắn thời gian phản ứng, giảm tiêu hao năng lượng mà còn tiết kiệm năng lượng.Do đó, axit 2,2-dihydroxymetyl butyric là hợp chất ưa nước được biết đến nhiều nhất.