Pemanjang rantai hidrofilik karboksilat DMBA dan DMPA.

Kata pengantar

Dalam produksi poliuretan yang ditularkan melalui air, asam karboksilat sebagai pemanjang rantai hidrofilik anionik adalah sejenis asam karboksilat dengan diol, yang telah banyak digunakan karena struktur molekulnya yang unik dan kinerja produk yang sangat baik.
Pemanjang rantai tipe asam karboksilat terutama mencakup asam 2,2-dihidroksimetilpropionat (DMPA) dan asam 2,2-dihidroksimetilbutirat (DMBA).Ini adalah molekul diol terblokir multifungsi yang unik dengan gugus hidroksil dan karboksil.Setelah netralisasi dengan alkali, gugus asam bebas dapat secara aktif meningkatkan kelarutan air atau kinerja dispersi resin;Gugus kutub diperkenalkan untuk meningkatkan daya rekat pelapis dan sifat pencelupan serat sintetis;Meningkatkan kelarutan alkali lapisan.Ini dapat diterapkan pada sistem poliuretan yang larut dalam air, resin alkid yang larut dalam air dan resin poliester, lapisan epoksi ester, elastomer poliuretan dan lapisan bubuk.
Ini juga dapat digunakan dalam bahan kimia kulit, kristal cair, tinta, bahan tambahan makanan dan bahan kimia perekat, terutama dalam pembuatan poliuretan emulsi air dan bahan finishing kulit.Ini bukan hanya pemanjang rantai, tetapi juga agen pengemulsi diri yang baik untuk poliuretan, yang dapat sangat meningkatkan stabilitas lotion air poliuretan, sehingga banyak digunakan.

Keuntungan Menggunakan Asam Dihidroksimetil Karboksilat

Losion poliuretan berair biasanya memasukkan zat hidrofilik ke dalam rantai molekul poliuretan, kemudian dinetralkan dengan alkali untuk membentuk garam, dan didispersikan dalam air deionisasi dengan pengadukan mekanis untuk membentuk losion berair poliuretan.
Terutama ada tiga jenis agen hidrofilik yang digunakan dalam poliuretan yang terbawa air: anionik, kationik, dan non-ionik.Jenis anionik terutama meliputi: asam 2,2-dihidroksimetilpropionat, asam 2,2-dihidroksimetilbutirat, asam tartarat, butanadiol sulfonat, natrium etilendiaminaetanasulfonat, gliserol dan anhidrida maleat;Jenis kationik terutama meliputi: methyldiethanolamine, triethanolamine, dll;Jenis non ionik terutama mencakup polietilen oksida yang diakhiri dengan hidroksil.
Kandungan zat hidrofilik non-ionik seperti polietilen oksida harus sangat tinggi agar dispersinya stabil.Resin poliuretan yang terbawa air yang terbuat dari hidroksil polioksietilena eter sebagai gugus hidrofilik memiliki ketahanan elektrolit yang baik, tetapi ketahanan air filmnya sangat buruk, sehingga tidak praktis;
Agen hidrofilik kationik, seperti adisi etilendiamin natrium akrilat, sebagai senyawa hidrofilik, membuat seluruh sistem reaksi menjadi basa.Tidak hanya reaksi cepat antara gugus - NH2 dan - NCO, tetapi juga reaksi antara gugus - NCO dan - nhcoo.Oleh karena itu, reaksinya sulit dikendalikan dan mudah menjadi gel.Selain itu, lotion yang disiapkan memiliki partikel kasar dan ketahanan air pembentuk film yang buruk, sehingga tidak dapat digunakan dalam industri;
Asam dihidroksimetil karboksilat dalam bentuk anionik mengandung dua gugus hidroksil dan juga bertindak sebagai pemanjang rantai.Peran ganda ini membuatnya menunjukkan keuntungan besar dalam persiapan lotion Pu yang mengemulsi sendiri.Selama sintesis karbamat, itu membuat sistem reaksi asam.Di bawah kondisi asam, reaksi antara - NCO dan - Oh ringan, sedangkan - nhcoo - tidak berpartisipasi dalam reaksi dan tidak akan menyebabkan gel.Selain itu, asam dimetilol karboksilat juga bertindak sebagai pemanjang rantai, sehingga gugus hidrofilik (yaitu gugus karboksil) terletak pada segmen rantai makromolekul.Menggunakan amina tersier sebagai zat penetral, resin poliuretan berair dengan stabilitas yang sangat baik dan ketahanan air dan pelarut pembentuk film yang sangat baik dapat disiapkan.Asam dihidroksimetil karboksilat adalah senyawa hidrofilik terbaik yang banyak digunakan dalam pembuatan resin poliuretan yang terbawa air.

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

Di antara dua jenis asam Dihidroksimetil karboksilat, asam 2,2-dihidroksimetil propionat telah digunakan sejak lama dan merupakan pemanjang rantai hidrofilik yang banyak digunakan saat ini.Meskipun memiliki banyak kelebihan, ia juga memiliki banyak kelemahan, terutama karena titik lelehnya yang tinggi (180-185 ), yang sulit untuk dipanaskan dan dilebur, yang memerlukan penambahan pelarut organik seperti N-methylpyrrolidone (NMP), n N-dimethylamide (DMF), aseton, dll., sedangkan NMP memiliki titik didih tinggi, yang sulit dihilangkan setelah menyiapkan APU.Selain itu, DMPA memiliki kelarutan kecil dalam aseton, dan sejumlah besar aseton perlu ditambahkan dalam proses sintesis.Proses penghilangan keton tidak hanya membuang energi tetapi juga membawa risiko keselamatan.Oleh karena itu, penggunaan asam 2,2-dihidroksimetilpropionat tidak hanya tinggi dalam konsumsi energi, tetapi juga mudah menyebabkan residu organik dalam produk.
Dibandingkan dengan asam 2,2-dihidroksimetil propionat, asam butirat 2,2-dihidroksimetil memiliki keuntungan sebagai berikut:
1. Memiliki kelarutan yang lebih baik dalam pelarut organik.Tabel berikut menunjukkan data kelarutan DMBA dan DMPA pada suhu dan pelarut yang berbeda;
Data kelarutan DMBA dan DMPA dalam suhu dan pelarut yang berbeda:

Kelarutan: unit: g / 100g pelarut
Kelarutan dalam air: 48% untuk DMBA dan 12% untuk DMPA.

2. Laju reaksi tinggi, kecepatan reaksi cepat dan suhu reaksi rendah.Misalnya, waktu reaksi untuk mensintesis prapolimer poliuretan pendek, umumnya hanya 50-60 menit, sedangkan DMPA membutuhkan waktu 150-180 menit;
3. Digunakan untuk lotion poliuretan yang mengandung air dengan ukuran partikel yang lebih halus dan distribusi yang sempit;
4. Titik leleh rendah, 108-114 ;
5. Keragaman formula dapat mengurangi penggunaan pelarut, sehingga mengurangi biaya pelarut dan pengolahan limbah cair;
6. Dapat digunakan untuk menyiapkan sistem poliuretan dan poliester yang benar-benar bebas pelarut;
Dalam proses sintesis yang sebenarnya, tidak perlu mengkonsumsi pelarut apapun.Lotion yang dihasilkan memiliki kinerja yang baik dan sifat mekanik film yang sangat baik, yang tidak hanya mempersingkat waktu reaksi, mengurangi konsumsi energi, tetapi juga menghemat energi.Oleh karena itu, asam 2,2-dihidroksimetil butirat adalah senyawa hidrofilik yang paling dikenal.