聚四氫呋喃二醇
簡稱:PTMEG、PTG 、PTMG、PTMO、PTHF。
化學名稱:聚四亞甲基醚二醇。
別名:四氫呋喃均聚醚,聚丁二醇,聚四氫呋喃醚二醇,聚氧四甲撐醚二醇,α,ω-羥基聚氧亞丁基等。
英文名:Polytetramethylene ether glycol; Polyoxytertramethylene glycol;Polytetram-ethylene oxide; Polytetrahydrofuran; Polybutylene glycol等。
CAS編號:25190-06-1,24979-97-3。
物化性能
在常溫下大多數聚四氫呋喃二醇是白色蠟狀固體,在40℃左右熔化成低黏度無色至淺黃色透明液體。分子量為650~2900的PTMEG閃點(PMCC)這197~207℃,熔點(凝固點)為11~38℃(詳細數據請見有關廠家的產品數據),熔化了的PTMEG可過冷,結晶緩慢。聚四氫呋喃二醇折射率(25℃)為1.464。不溶於水,在水中的溶解度小於1%,也不溶於脂肪烴,可溶於芳烴、氯化烴、醇、酯、酮等極性有機溶劑。聚四氫呋喃二醇在隔絕氧氣下貯存穩定,例如在氮氣保護下55℃以下可至少穩定貯存1年。在100℃只能貯存數天。長期接觸空氣可導致氧化和降解,造成色澤變黃、過氧化物含量和酸值增加,在無空氣下210~220℃發生熱降解,生成四氫呋喃,為了改善貯存穩定性,PTMKEG工業品中一般加有微量的抗氧劑。
根據LyondellBasell 工業公司資料,PTMEG-650的密度d(g/ml)與溫度t(℃)的關係為d=1.0047-0.0007t;PTMEG-1000和PTMEG-2000的密度與溫度的關係為d=1.0025-0.0007t。
聚四氫呋喃二醇的黏度與溫度的關係如圖2-1所示。
聚四氫呋喃多元醇易吸溼,在敞開體系,根據分子量的不同,最多可吸收2%的水分。較多的水可用甲苯共沸蒸餾除去,如需進一步降低水分,需在低於2.6kpa的真空度,在120~150℃減壓脫水。
特性及用途
聚四氫呋喃二醇是由四氫呋喃(THF)在陽離子引發下開環聚合而得到的均聚醚,它含有醚鍵,又有相當多的規整排列的亞甲基,以伯羥基為端基,主要用作聚氨酯彈性體的軟段,是聚氨酯的高檔原料。非聚氨酯用途包括共聚酯彈性體、聚醚醯胺工程塑料。
PTMEG型聚氨酯彈性體具有較高模量和強度,優異的耐水解、耐磨、耐黴菌、耐油性、動態力學性能、電絕緣性能和低溫柔性等性能,它具有通常的聚酯型聚氨酯彈性體所不能達到的某些特性,特別是良好的耐水性。
PTMEG是一種常用的特種聚醚多元醇,用於注射及擠出熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)、澆注型聚氨酯彈性體、聚氨酯纖維紡絲、混煉型聚氨酯彈性體等製造工藝,特別適合用於氨綸、汽車配件、電纜、薄膜、織物塗層、合成革、醫療器材、高性能膠輥、耐油密封件、膠黏劑、金屬部件耐磨內襯、體育運動製品,以及用於水下、地下、礦井及低溫場合的製品。彈性體多用於耐水解要求高的場合。
製法
聚四氫呋喃二醇的工業化生產工藝根據催化劑的不同主要有氟磺酸催化聚合工藝、乙酸酐-高氯酯催化聚合工藝和雜多酸催化聚合工藝。其中氟磺酸催化工藝對設備材質要求較高,造價昂貴,所需氟磺酸的量大。Dupont公司1994年實現工業化的乙酸酐-高氯酸催化工藝,由THF原料經二乙酸酯中間體製取PTMEG,副產物為乙酸甲酯和甲醇 ,生產成本較氟磺酸法低。日本旭化成株式會社等公司開發的雜多酸催化工藝,採用由Mo、W、V的氧化物與磷酸反應製得多聚酸,如十二聚磷鎢酸為催化劑,一步法製得PTMEG,且催化劑為固態,可回收,是一種新工藝。
實驗室製備PTMEG:在反應釜中加入四氫呋喃,溫度降到-5℃以下,於強烈攪拌下滴加發煙硫酸催化劑,保持反應物料低溫,攪拌下加入定量的水,升溫至70~90℃,蒸出未反應的四氫呋喃單體,經靜置分層、中和過渡、抽真空等工序後,製得聚四氫呋喃二醇 。
毒性
聚四氫呋喃二醇毒性很小,大鼠經口急性毒性LD50 >11g/kg。熔化的PTMEG對皮膚中等刺激性。
生產廠商
美國INVISTA公司,德國BASF公司,美國LyondellBasell工業公司,日本三菱化學株式會社,日本保土化學工業株式會社,日本旭化成化學株式會社,韓國PTG株式會社,菱化高新聚合產品(寧波)有限公司,巴斯夫化工有限公司(上海),臺灣菱化股份有限公司,臺灣大連化學工業公司,大連化工(江蘇)有限公司,山西三維集團股份有限公司,中化國際太倉興國實業有限(中化太倉化工產業園),中國石油天然氣股份有限公司前郭石化分公司,杭州青雲控股集團杭州三隆新材料有限公司,山東濟南聖泉集團股份有限公司(近年停產)等。
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