预聚体法合成聚合物多元醇

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1、预聚体法合成聚合物多元醇丁炳海（中国石化集团资产经营管理有限公司天津石化分公司聚醚部）摘要：以丙烯睛（AN）、苯乙烯（ST)、大分子分散剂、小分子有机溶剂和双键引发剂为主要原料优选使用连续化工艺合成出聚合度较低的预聚体[1]。采用该预聚体并采用连续化工艺，以聚醚多元醇（PPG）为连续相，以AN、ST为聚合单体进一步合成出冷模塑泡沫用高固含量、低粘度聚合物多元醇(POP）。调整确定了各原料组分的适宜配比和合成工艺的较佳条件，使最终合成的POP产品其聚合物颗粒表面更加光滑、均匀，颗粒分布更为理想。采用预聚体法合成的POP产品较目

2、前常规方法合成的POP产品粘度更低，更适宜于聚氨酯合成的使用。关键词：预聚体；聚合物多元醇；聚醚多元醇；聚氨酯；聚合单体中图分类号：文献标识码：文章编号：聚合物多元醇（POP）是聚氨酯（PU）工业的重要原料。PU制品由于具有优良的物理机械性和易加工性，种类繁多，广泛用于汽车、航空、家具、家电、建筑、等各个领域。POP的质量性能直接影响到PU制品的质量性能，优良的POP的质量性能主要体现在具有较高的固含量（即POP中聚AN和ST含量）和较低的粘度。常规的POP合成工艺是在基础聚醚（PPG）中在引发剂（AIBN）的作用下加聚丙烯

3、睛（AN）和苯乙烯（ST),制成PPG为连续相其中分散着AN和ST聚合颗粒的非均相乳液，POP的固含量不高于25wt%。当采用在配方中引入大分子分散剂（JMK）时，可制成固含量高于40wt%的POP。合成更高固含量的POP除引入JMK的技术外，采用预聚体法合成技术是从近几年开始研究开发，国外DOW化学和Bayer等公司已获成功并已在工业上应用。本文着重讨论了采用连续化工艺合成预聚体（JMY）并采用连续化工艺合成POP[2-3]，利用预聚体法合成技术并与JMK等使用配方的调整相配合，对合成的POP进行综合评价和PU的质量对比。

4、1实验部分1.1主要原料7JMK，工业级，自制；PPG，工业级，自制；ST，工业级，山东齐鲁石化公司；AN，工业级，辽宁抚顺石化公司；有机醇（ROH），工业级，德国进口；AIBN，工业级，山东青岛1.2实验原理POP是一非均相共混体系，该体系主要由三部分组成：①连续相为基础聚醚，分子量一般在1000～8000的范围，基础聚醚的分子量与体系粘度成正比关系。②分散相为带有双键的ST和AN在基础聚醚中进行自由基聚合反应，形成极微细的共聚物微粒子（粒径<1µm），微粒含量（固含量）的多少往往决定着PU泡沫体系的机械力学性能，含量越高

5、，泡沫体硬度越大。③为使聚合颗粒稳定分散在基础聚醚中，使其不发生“聚并”和沉积，采用一种高效分散剂，这种分散剂是一种大分子型并含有不饱和双键的接枝共聚物，是合成POP的关键组分。分散聚合的特点是将含不饱和双键的单体、引发剂及分散剂等混溶于基础聚醚中，单体聚合初期溶于连续相，随着聚合反应的进行，聚合度不断增加，微粒从母液中析出，体系由均相转为非均相。分散剂可与ST和AN原位聚合生成接枝共聚物，具有两亲性。大分子中含有“-OH”的一端溶于基础聚醚，伸向连续相中，起空间位阻作用，另一端吸附在沉淀的微粒表面，使其悬浮于连续相中，使整

6、个体系成为一种均一、稳定的非均相体系[4]。1.3实验合成1.3.1合成JMY采用连续化工艺，在两个500ml串联的带有搅拌的反应器中进行聚合单体ST和AN的加聚反应，反应形成的微粒子的大小和质量由反应温度和物料停留时间控制，无需要后处理即可得到低聚合度JMY。流程示意图如下：第一反应器混配器第二反应器JMYANSTAIBNJMKROH1.3.2合成POP采用连续化工艺，在两个500ml串联的带有搅拌的反应器中继续进行聚合单体ST和AN的加聚反应，反应形成的粒子大小和质量同样由反应温度和物料停留时间控制，反应结束后经精制处理

7、即可得到POP产品。流程示意图如下：ANSTPPGJMY第一反应器第二反应器加料器混配器精制器7POP接收器1.4分析与测试POP固含量分析按Q/SH005.06.F061-1999；羟值分析按Q/SH005.06.F009-1999；粘度分析按Q/SH005.06.F061-1999，该标准等效采用JISK-1557粘度测定方法。PU泡沫表观密度测试采用GB/76343-1995；泡沫拉伸性能测试采用GB/76344-1995；泡沫撕裂性能测试采用GB/T10808-1989；泡沫回弹性能测试采用GB/T6670-1997

8、；泡沫压陷硬度测试采用GB/T1087-1989。2结果与讨论2.1JMY的合成JMY中ROH含量、JMK含量和单体聚合的固含量是影响POP产品质量的主要因素，AIBN的用量主要取决于POP固含量，一般为0.13%~0.4%，合成反应温度：70~90℃，物料停留时间：1~2h，搅拌速度：1