高分子量和窄分布聚醚多元醇的合成

基金项目:广西科学基金资助项目(桂科自0832194);广西培养新世纪学术和技术带头人专项资金资助项目(资金批准号:2004224)收稿日期:2009-06-01综述与进展聚醚多元醇的研究进展慕朝师1,黄科林2,4,李克贤3,罗素娟2,刘宇宏2,黄尚顺2,何耀良2,李卫国2(1.广西科技情报研究所,广西南宁　530022;2.广西化工研究院,广西南宁　530001;3.广西师范学院化学系,广西南宁　530001;4.广西新晶科技有限公司,广西南宁　530001) 摘　要:聚醚多元醇是生产聚氨酯原料之一,本文从聚醚多元醇合成工艺入手,重点从催化剂角度阐述了聚醚多元醇的合成,并对今后的发展提出建议。

关键词:聚醚多元醇;催化剂;聚氨酯 中图分类号:T Q 223.16 文献标识码:A 文章编号:1671-9905(2009)12-0013-06 聚醚多元醇是分子中含有醚键(R O R ),端基为OH 基团的齐聚物。

它是由含活泼氢的低分子化合物如(醇类、胺类)作起始剂,在催化剂作用下与含有环氧结构的化合物进行开环聚合反应而成的。

聚醚多元醇是一种重要的化工原料,它的最大用途是合成聚氨酯(PU )树脂类产品,如聚氨酯泡沫塑料、聚氨酯黏合剂、聚氨酯胶粘剂、聚氨酯弹性体等。

此外,还可以用作非离子表面活性剂、润滑剂、液流体、热交换流体等。

用于合成聚醚多元醇的环氧化物包括氧化乙烯、氧化丙烯、四氢呋喃以及这些化合物的混合物。

其中由氧化丙烯与含活泼氢的化合物聚合而成的聚醚多元醇在聚氨酯工业的发展中占有重要的地位。

早期合成聚醚多元醇的聚合反应是在酸或者碱催化作用下进行的,常用的酸催化剂是质子酸(H 2SO 4、HCl 等)和路易斯酸(AlCl 3、BF 3等),碱性催化剂常用的是碱金属、碱(土)金属的氧化物、醇化物和氢氧化物[1]。

后经不断探索,开发出多种催化剂,研究最多且已经工业化的当属双金属氰化物络合催化剂(DMC )。

聚醚多元醇的技术进展综述摘要：按照环氧丙烷工业衍生物聚醚多元醇产品生产不同的聚氨酯制品及应用领域的不同，分为软泡聚醚、硬泡聚醚、CASE聚醚、高回弹聚醚和POP接枝聚醚以及特种聚醚，分别介绍了软泡聚醚、硬泡聚醚、CASE聚醚、高回弹聚醚和POP接枝聚醚以及特种聚醚技术进展，并进行对比分析。

关键词：聚醚多元醇，技术进展1前言聚合物分子主链含有醚键（–R–O–R’–），端基为羟基的醇类聚合物。

聚醚多元醇是制备聚氨酯的主要原料之一，它通常是以小分子量多元醇或多元胺等含活泼氢的化合物（或混合物）为起始剂，在催化剂催化作用下与有机环氧化物（如环氧丙烷、环氧乙烷等）开环聚合而成：式中：α－活泼氢的数量；n－聚合度；R－烷基或氢；YHα－起始剂。

由于聚醚多元醇主链结构中的醚键易于旋转，故由它制备的聚氨酯材料具有优良的耐水解性能和低温柔顺性，而且聚醚多元醇容易与有机异氰酸酯、发泡剂、水等组分互溶，形成低粘度组合料，便于成型加工。

聚醚多元醇领域是环氧丙烷市场最主要的需求下游，据相关数据统计，环氧丙烷供应量的65%~80%左右是用于聚醚多元醇的生产，而其他，比如丙二醇、丙二醇单甲醚，以及表面活性剂、油田破乳剂、农药乳化剂等领域也会使用到环氧丙烷，但比例相对较小[1,2]。

聚醚多元醇产品种类很多，按聚醚分子主链端基的羟基数分类，可分为聚醚二元醇（起始剂为丙二醇、乙二醇等）、聚醚三元醇（起始剂为甘油等）、聚醚四元醇（起始剂为乙二胺、季戊四醇等）等品种。

按聚醚多元醇特种分类，可分为通用聚醚多元醇（PPG）、聚合物多元醇（POP）和聚四甲醚二醇（PTMEG多元醇）等。

按照聚醚多元醇产品生产不同的聚氨酯制品及应用领域的不同，可分为软泡聚醚、硬泡聚醚、CASE聚醚、高回弹聚醚和POP接枝聚醚以及特种聚醚等[3]。

国外聚醚多元醇的生产技术主要掌握在几家大型跨国公司巴斯夫、拜尔、陶氏化学和壳牌化学公司手中。

国内生产技术主要掌握在上海高桥石化、南京红宝丽、天津石化、锦西化工集团和山东东大集团等公司手中[4]。

聚醚多元醇的合成聚醚多元醇的合成分为原料预处理、聚合反应、后处理等三个步骤。

聚醚多元醇的合成如下:1.原料预处理。

为了保证聚醚多元醇合成的反应速度，保证其分子量的控制及产品色不饱和度等，除了要求聚合单体具有较高的纯度外，还要求聚合单体必须具有高纯度。

同时避免催化剂、起始剂进入反应系统中的水、醛、氧、多羟基糖和其他微量杂质，所以在反应前要先对原料进行预处理。

环氧丙烷为低沸点无色液体，沸点只有34℃，挥发气体有醚味，易挥发、易燃、有毒，在使用时应注意防护。

在酸性催化作用下，由于环氧丙烷分子的非对称性，在开环过程中可能发生异构反应。

环氧乙烷相对环氧丙烷而言，更易燃、易挥发，且易爆，在使用中，应严格实施安全防护措施。

原材料中很多杂质会对聚合反应产生不必要的副反应，从而影响反应的顺利进行和产品的质量，比如醛类化合物的存在，就像自由基一样，在聚合过程中扮演着阻聚剂的角色，所以必须严格控制原料中醛的含量。

国际上主要公司对环氧丙烷原料醛含量，一般规定不得超过50mg/L，日本三洋化成公司甚至要求乙醛含量不能超过10mg/L。

而目前国内工业级环氧丙烷中的醛含量大多在400mg/L左右，与国外控制指标存在较大差距。

在聚合过程中，作为类自由基阻聚剂的杂质，以及氯离子，可以终止正常的聚合链生长。

同时，含水率也是一个重要的杂质，在开环聚合过程中，有两个不利因素。

其一，微量水可以作为起始剂，与环氧类单体反应，增加指定配方的起始剂数，导致合成。

其次，水是一种链式终止剂，还会影响开环聚合的正常进行。

所以，环氧树脂主要原料的含水率要求不超过0.05%。

另外，在原料的预处理过程中，一般的方法是对起始剂与催化剂进行预混合，产生金属烃类氧化物，然后通过真空脱水加入聚合反应釜。

2.开环聚合。

环氧乙烷与环氧乙烷在聚合过程中分别产生2100kJ和1500kJ的热能，环氧树脂的开环聚合是放热反应，需要及时消除反应热。

此外，氧会对聚合反应产生氧化阻聚作用，因此在反应前，要把氮送到聚合反应装置中，进行置换，确保反应在无氧条件下进行，与此同时，在反应过程中，要不间断地通入干氮，以制得高品质的聚醚多元醇。

聚醚多元醇的合成路线
聚醚多元醇的合成路线主要包括以下步骤：
1.合成单体：聚醚多元醇的单体可以通过不同的方式合成。

其中最常见的是环氧化物开环聚合。

在这个过程中，环氧化物在酸性催化剂的存在下开环聚合，形成含有醚键的高分子化合物。

2.聚合：合成聚醚多元醇的主要步骤是聚合。

在聚合过程中，单体分子通过链引发、链增长和链终止等步骤形成高分子聚合物。

在这个过程中，单体分子之间的键合方式可以根据需要进行设计和调整。

3.改性：为了提高聚醚多元醇的性能，可以对聚合物进行改性。

最常见的改性方法是通过改变聚合物的端基，引入不同的官能团，以改善聚合物与异氰酸酯的反应性能。

例如，使用环氧乙烷改性封端传统聚氧化丙烯醚二醇的端羟基特性，制备高活性聚醚多元醇。

总的来说，聚醚多元醇的合成需要经过多个步骤，包括单体合成、聚合和改性等。

在这个过程中，需要精确控制化学反应的条件和过程，以确保合成的聚醚多元醇具有所需的性能和结构。

聚醚多元醇合成技术聚醚多元醇是一种聚合物材料，具有广泛的应用领域，例如涂料、粘合剂、聚氨酯等。

其合成技术是通过在催化剂的存在下将醇与环氧化合物反应，生成聚醚多元醇。

这种技术在工业生产中非常重要，以下是关于聚醚多元醇合成技术的相关内容。

聚醚多元醇合成技术的基本步骤如下：1. 原料选择：聚醚多元醇的合成通常选择一种或多种醇作为原料，如乙二醇、丙二醇等。

这些醇是通过化学反应合成的，可通过醇的脱水或醇的酯化反应得到。

2. 催化剂选择：催化剂是促进聚醚多元醇合成反应进行的关键因素，它能够降低反应活化能、加快反应速率，并控制反应的选择性和产物质量。

常用的催化剂有氢氧化钾、氢氧化钠等。

3. 环氧化合物的加入：环氧化合物是聚醚多元醇合成反应的另一种重要原料，一般选择环氧化的醚类化合物作为环氧化合物。

环氧化合物的加入可以通过溶剂的方式进行，也可以直接将环氧化合物加入反应体系中。

4. 反应过程：聚醚多元醇的合成是一个反应时间较长的过程，一般需要在高温和高压条件下进行。

反应时间的长短和反应温度的控制对于产物质量具有重要影响。

在反应过程中，需要不断搅拌反应体系，保证反应物的充分混合和反应物质的充分反应。

5. 反应控制和产物分离：在聚醚多元醇合成反应过程中，反应控制非常重要。

合成过程中需要控制温度、压力、反应物质的加入速率等因素，以保证产物质量。

在反应结束后，需要对产物进行分离和纯化，常用的方法有蒸馏、结晶、过滤等。

聚醚多元醇合成技术的相关研究方向有：1. 催化剂的研究：目前研究人员正致力于开发更高效、更环保的催化剂，以提高聚醚多元醇合成反应的速率和产物纯度。

2. 反应条件的优化：通过对反应条件的优化，如温度、压力、催化剂用量等，可以提高聚醚多元醇合成反应的效率和产物质量。

3. 新型原料的开发：研究人员也在不断探索新型的合成原料，以降低成本、提高产物性能，并且减少对环境的影响。

4. 反应机理的研究：深入了解聚醚多元醇合成反应的机理，有助于进一步改进反应条件和开发新的合成方法。

聚醚多元醇合成技术
摘要：
一、聚醚多元醇简介
1.聚醚多元醇的概念
2.聚醚多元醇的应用领域
二、聚醚多元醇合成技术的发展历程
1.国外聚醚多元醇合成技术的发展
2.我国聚醚多元醇合成技术的发展
三、聚醚多元醇合成技术的原理
1.聚醚多元醇的合成反应
2.影响聚醚多元醇性能的因素
四、聚醚多元醇合成技术的现状与展望
1.国内外聚醚多元醇合成技术的现状
2.聚醚多元醇合成技术的发展趋势与前景
正文：
聚醚多元醇是一种重要的有机化合物，具有高溶解性、高稳定性、低温柔软性等特点，被广泛应用于聚氨酯、涂料、胶粘剂等行业。

随着科技的进步，聚醚多元醇合成技术也在不断发展。

在20 世纪50 年代，国外就开始研究聚醚多元醇的合成技术。

经过几十年的发展，国外的聚醚多元醇合成技术已经相当成熟，能够生产出各种性能优良的聚醚多元醇产品。

我国聚醚多元醇合成技术起步较晚，但发展迅速。

在引进国外技术的基础上，我国科研人员不断进行技术创新，开发出具有自主知识产权的聚醚多元醇合成技术。

目前，我国的聚醚多元醇合成技术已经达到了国际先进水平。

聚醚多元醇的合成技术主要基于醇解反应，通过醇解反应控制反应条件，可以得到不同性能的聚醚多元醇。

影响聚醚多元醇性能的因素包括醇解剂的种类、醇解反应的温度、反应时间等。

总的来说，聚醚多元醇合成技术已经取得了显著的成果，但仍然有许多挑战和机遇。

随着环保要求的提高，绿色、环保的聚醚多元醇合成技术将会越来越受到重视。

此外，新型催化剂、新型的醇解剂以及反应工艺的优化等也将成为聚醚多元醇合成技术的研究热点。

高分子量聚醚多元醇高分子量聚醚多元醇是一种重要的高分子材料，具有广泛的应用领域。

它由聚合醚链和多个醇基组成，具有较高的分子量和较长的链结构。

这种聚醚多元醇在工业生产中扮演着重要的角色，被广泛用于聚氨酯、涂料、塑料、粘合剂等领域。

聚醚多元醇在聚氨酯制品中起到了至关重要的作用。

聚醚多元醇与异氰酸酯反应，形成聚氨酯弹性体。

这种聚氨酯弹性体具有优异的弹性和抗拉强度，被广泛应用于汽车座椅、鞋底、家具等领域。

聚醚多元醇的高分子量和长链结构使得聚氨酯制品具有更好的耐磨性和耐候性。

聚醚多元醇在涂料领域也有着重要的应用。

聚醚多元醇可以与异氰酸酯或酸酐等反应，形成具有优异性能的聚氨酯涂料。

这种涂料具有良好的附着力、耐腐蚀性和耐磨性，被广泛用于金属、木材和塑料等材料的表面涂装。

聚醚多元醇的高分子量和长链结构使得涂料具有更好的强度和耐久性。

聚醚多元醇还可以作为塑料的添加剂，改善塑料的性能。

聚醚多元醇可以与聚酯、聚酰胺等反应，形成共聚物。

这种共聚物具有良好的柔韧性和强度，被广泛应用于塑料制品的生产中。

聚醚多元醇的高分子量和长链结构使得塑料具有更好的韧性和拉伸性。

聚醚多元醇还可以作为粘合剂的重要组分。

聚醚多元醇可以与异氰酸酯或酚醛树脂等反应，形成具有良好粘接性的聚氨酯粘合剂。

这种粘合剂具有良好的强度和耐久性，被广泛应用于木材、金属和橡胶等材料的粘接中。

聚醚多元醇的高分子量和长链结构使得粘合剂具有更好的粘接性和耐候性。

高分子量聚醚多元醇在聚氨酯、涂料、塑料、粘合剂等领域具有广泛的应用。

它的特殊结构和优异性能使得其成为一种重要的高分子材料。

随着科技的不断进步，高分子量聚醚多元醇的应用领域还将不断拓展，为人类带来更多的便利和创新。

新型高活性聚醚多元醇的制备及应用摘要：随着人们对高生活品质的不断追求，绿色环保新型聚醚多元醇产品倍受青睐，需求不断扩大，特别是与人们日常生活息息相关的汽车、服装、家具等行业，对聚醚多元醇品质的要求更高，目前大多数同类产品仍需要提升自身品质，以满足市场多样化需求。

为了满足新型高活性聚醚多元醇在汽车坐垫中的应用，以甘油和蔗糖为起始剂，以环氧丙烷和环氧乙烷为主要原料，采用不同的聚合工艺，合成官能度（4.8），羟基值约38mgKOH/g高活性聚醚多元醇JQN-6628，讨论了不同聚合工艺对聚醚多元醇理化指标的影响，并比较了醛含量和VOC及制品的力学性能。

结果表明，磷腈盐催化剂合成的聚醚多元醇的理化指标和醛含量均显著优于其他两种催化剂。

此外，在相同的发泡条件下，合成的高回弹聚氨酯泡沫可以保持良好的物理性能，在相同的抗压强度下减少聚合物多元醇的用量，满足低气味、低VOC的市场需求。

关键词：高活性；高官能度；聚醚多元醇；高回弹；聚氨酯泡沫纯净的聚醚多元醇是没有刺激气味的，但在实际应用中，大多数聚醚多元醇都有刺激性气味，主要是生产过程中一些副产品或添加剂混合产生的，这些物质大都属于挥发性有机化合物，因此聚醚多元醇在实际应用中具有一定的气味[1]。

虽然刺鼻气味不影响聚醚多元醇的化学性能，但随着人们不断追求高质量生活，对绿色新型聚醚多元醇产品的需求不断扩大，特别是与人们日常生活密切相关的汽车、服装、家具行业对应用多元醇质量要求较高，大多数同类产品仍需要不断改进提升自身品质，以满足市场需求[2]。

在聚醚多元醇的应用中，较常见的就是汽车领域，其中PU泡沫因其具有高回弹性、高舒适性、生产效率高等优点，在汽车座垫等领域中有着广泛的应用。

传统的提高其应用舒适性、耐用性的方法是增加配方中聚合物多元醇（POP）的含量，但随着POP用量的增加，泡沫气味和有害物质残留量也随之增加，产品难以满足低气味、低VOC的市场要求。

同时，随着竞争的加剧，海绵生产厂家要求在保证原有性能的前提下降低海绵的密度，以达到降低成本的目的。

聚醚多元醇合成技术
【原创实用版】
目录
1.聚醚多元醇的概述
2.聚醚多元醇的合成技术
3.聚醚多元醇的应用领域
4.我国聚醚多元醇产业的发展现状与挑战
5.聚醚多元醇产业的未来发展趋势
正文
【聚醚多元醇的概述】
聚醚多元醇是一种有机化合物，具有多种醇的结构特性，是由多个醇分子通过醚键连接而成的高分子化合物。

聚醚多元醇具有较好的物理化学性能，广泛应用于聚氨酯泡沫、弹性体、涂料、粘合剂等领域。

【聚醚多元醇的合成技术】
聚醚多元醇的合成技术主要包括开环聚合和闭环聚合两种方法。

开环聚合法是先将醇类单体进行开环反应生成聚醚多元醇，然后再进行闭环反应。

闭环聚合法则是直接将醇类单体进行闭环反应生成聚醚多元醇。

【聚醚多元醇的应用领域】
聚醚多元醇广泛应用于聚氨酯泡沫、弹性体、涂料、粘合剂等领域。

在聚氨酯泡沫领域，聚醚多元醇作为发泡剂，可以提高泡沫的稳定性和持久性。

在弹性体领域，聚醚多元醇可以提高弹性体的耐磨性和耐老化性。

在涂料领域，聚醚多元醇可以提高涂料的附着力和耐候性。

在粘合剂领域，聚醚多元醇可以提高粘合剂的粘接强度和耐热性。

【我国聚醚多元醇产业的发展现状与挑战】
我国聚醚多元醇产业已经取得了较大的发展，生产能力和产品质量都有了显著提高。

但是，我国聚醚多元醇产业还面临着一些挑战，如生产成本高、产品结构单一、研发能力不足等。

【聚醚多元醇产业的未来发展趋势】
随着我国经济的快速发展，聚醚多元醇产业的未来发展前景十分广阔。

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聚醚多元醇的制备工艺流程聚醚多元醇是有机多元醇化合物中用量最大，应用最广泛的一个品种，主要用于生产聚氨酯泡沫塑料、弹性体、涂料、胶粘剂等。

一般的聚醚多元醇是以低分子量多元醇、多元胺或其它含活泼氢的化合物做起始剂，与氧化烯烃作用下开环聚合而成：其中的氧化烯烃包括：环氧丙烷、环氧乙烷、环氧丁烷、氧化苯乙烯等。

聚醚多元醇的生产过程包括：醇钾催化体系的制备、氧化烯烃的聚合反应、中和脱色处理、吸附精制以及过滤等处理。

1、醇钾催化体系的制备起始剂与催化剂在常压不锈钢反应釜中进行搅拌熔化，真空减压脱水反应，搅拌混合熔化温度在90℃~100℃，真空减压脱水条件温度115℃~125℃，真空度低于6.66KPa，脱水时间1~2h，反应生成的是醇钾溶液。

由于水是二元醇聚醚的起始剂，所以必须在氧化烯烃聚合之前排除，尤其是在合成软泡半硬泡的三元醇聚醚过程中，更要如此，否则合成的聚醚平均官能度会低于3，使泡沫制品的物理机械性能下降。

2、聚合反应聚合反应釜为耐压150KPa以上的不锈钢釜，由于环氧丙烷的聚合反应热是310Kcal/Kg，环氧乙烷的反应热是522 Kcal/Kg，两者的聚合热都很强烈因此，必须在反应过程中及时的把反应热移走，才能保证生产的顺利进行，在间歇法工业生产时，聚合釜内蛇形盘管外，还有外循环冷凝器，一般生产软质聚醚，用外循环冷凝器效果会更好一些。

它既能保证反应热的及时排出，又能对产品的色度有较好的保证值。

为安全生产防止聚合反应热集中引起爆炸，在实际中常采用分批加料法与连续加料法。

考虑到分批加料法的生产周期过长，所以现在最常用的是连续加料。

连续加料是要将氧化烯烃单体连续输至釜内，使输人氧化烯烃单体的速率正好等于其聚合反应的速率，这样既保证釜内反应的良好状态。

同时也可以保证产品的不饱和度在指标范围内。

聚合反应过程中一般控制在如下范围较为适宜：温度：95℃~125℃压力：300~800Kpa（表压）氧化烯烃加料结束后，釜内压力降至平稳是聚合反应完成的标志。

聚醚多元醇合成聚醚多元醇是一种重要的高分子化合物，广泛应用于塑料、涂料、胶粘剂等领域。

它是通过将醇与醚反应合成而成的。

本文将介绍聚醚多元醇的合成方法及其在不同领域中的应用。

聚醚多元醇的合成方法主要有两种：醇醚化反应和环氧化反应。

醇醚化反应是将醇与醚进行反应，生成聚醚多元醇。

该反应通常在催化剂的作用下进行。

催化剂可以是酸性催化剂或碱性催化剂。

酸性催化剂包括硫酸、磷酸等，而碱性催化剂则包括氢氧化钠、碳酸钠等。

在反应过程中，酸性催化剂会使醇与醚发生酸酯化反应，生成聚醚多元醇。

这种方法合成的聚醚多元醇具有较高的分子量和较长的链段长度，适用于制备高性能的聚合物。

环氧化反应是将环氧化合物与醇反应生成聚醚多元醇。

在反应中，环氧化合物会打开环氧环，与醇发生缩合反应，生成聚醚多元醇。

这种方法合成的聚醚多元醇分子量相对较低，链段长度较短，适用于制备柔软的弹性体。

聚醚多元醇在塑料、涂料、胶粘剂等领域有广泛的应用。

在塑料领域，聚醚多元醇可以与异氰酸酯反应，生成聚氨基甲酸酯（PU）弹性体。

PU具有较高的耐磨性、耐油性和抗冲击性，广泛用于汽车、建筑材料等领域。

在涂料领域，聚醚多元醇可以与异氰酸酯、丙烯酸等反应，生成聚氨酯、聚酯等涂料。

这些涂料具有优良的耐候性、耐化学腐蚀性和耐磨性，被广泛应用于家具、汽车、船舶等领域。

在胶粘剂领域，聚醚多元醇可以与异氰酸酯、聚氨酯等反应，生成聚氨酯胶粘剂。

聚氨酯胶粘剂具有优良的粘接性能和耐候性，被广泛应用于木材、金属、塑料等材料的粘接。

聚醚多元醇通过醇醚化反应和环氧化反应合成，广泛应用于塑料、涂料、胶粘剂等领域。

它们具有不同的分子结构和性能，可以满足不同领域的需求。

聚醚多元醇的合成和应用为现代化工产业提供了重要的材料基础。

未来，随着科学技术的不断进步，聚醚多元醇的合成方法和应用也将不断发展和创新。