184393. lajstromszámú szabadalom • Eljárás poliéterek előállítására
1 184 393 2 Az etilén- és propilénoxidokat olyan ütemben visszük a reakcióba, hogy a poliéter láncában két hidroxietil-csoport között egy vagy több hidroxipropil-csoport van. így a láncnak egy olyan szakasza alakul ki, amelyben felváltva helyezkednek el a két különböző monomer csoportjai. Ez a szakasz előnyösen lehetőleg a lánc végén van. Például 20 súly% hidroxiletil-csoportokat tartalmazó poliéter előállítása során többértékű alkoholhoz először az alkalmazott oxidok összmennyiségére vonatkoztatva 50—87% propilénoxidot, majd ezt követően 1:0,9—1,2 mólarányú propilénoxid-etilénoxid keveréket adagolunk, ahol a keverékben lévő etilénoxid mennyisége az alkalmazott oxidok összmenny iségének 20 % -át teszi ki. 10 súly % hidroxietil-csoportokat tartalmazó poliéter előállítása esetén pedig a többértékű alkoholhoz először az alkalmazott oxidok összmenny isége 63—80 súly % -ának megfelelő polipropilénoxidot, utána a propilénoxid és etilénoxid 1:0,5—1,3 mólarányú elegyét adjuk, amikor is az elegy a propilénoxid és az etilénoxid összmennyisége 10%-ának felel meg. Amennyiben a feldolgozás szempontjából kívánatos, hogy a poliéter reakcióképessége nagyobb legyen, az oxidelegy adagolását követően még járulékosan adunk etilénoxidot a reakcióelegyhez, mégpedig az alkalmazott oxidok súlyára vonatkoztatva 5—20% mennyiségben. 30 súyl% hidroxietil-csoportokat tartalmazó poliéter előállítása során például a többértékű alkoholhoz először az oxidok összsúlyára vonatkoztatva 50—57 súly % propilénoxidot, majd propilénoxid és etilénoxid 1:1,3—1:2 mólarányú elegyét adjuk, és az elegy etilénoxid-része az oxidok összmenny iségénak 20%-ának felel meg. Reagáltatás után a termékhez még — az oxidok összeségére vonatkoztatva — 10 súly% etilénoxidot adunk. Hasonló paraméterek mellett bármely más eljárás szerint előállított, azonos bruttó-összetételű, azonos mólsúlyú poliéter monofunkcionális szennyeződése nagyobb, mint a találmány szerint előállított terméké. A monofunkcionális szennyeződések úgy képződnek, hogy a propilénoxid részt vesz a láncnövekedés reakciójában: a) kp RO- + CHi - CH - CH, -ÜRO - CH3 - CH - C \ / I O CH3 b) kn RO' + CH3 - CH - CH2 —»RON + CH2 = CH - CH2 - O' Az utóbbi esetben az allilalkohol -alkoholátja képződik, amely alkilénoxidokra addíciónálódik; így jönnek létre a poliéter monofunkcionális szennyeződései. Az etilénoxid a b) típusú reakcióra nem képes, tehát monofunkcionális szennyeződéseket sem képez. Amikor a lánc végét képező propilénoxid-taghoz újabb propilénoxid kapcsolódik, az allilalkohol képződését meghatározó arány egy nagyságrenddel magasabb, mint abban az esetben, hogy a lánc végén polietilén-tag van. Ezért a poliéterláncban a hidroxietil-tagokat úgy kell elosztani, hogy a hidroxilpropil-tagok közé kerüljenek, azokkal felváltva sort képezve. Ugyanakkor az allilalkohol annál gyorsabban képződik, minél nagyobb a növekvő poliéter-lánc mólsúlya; ezért célszerű, ha a két monomer-csoportot felváltva tartalmazó szakasz lehetőleg a lánc végéhez közel helyezkedik el. A járulékosan adagolt etilénoxid a lánc végét képező primer hidroxilcsoportok részarányát és ezzel a poliéter kémiai aktivitását növeli. A találmány szerinti eljárás alkalmazásával a poliéterek előállítását hatékonyabbá tudjuk tenni, és meglévő berendezések teljesítményét növelhetjük. Amennyiben például 20% hidroxietil-csoportokat tartalmazó poliétert akarunk előállítani 115 °C-on, a találmány szerinti adagolási sorrendet betartva olyan terméket kapunk, amelynek jódszáma fele annyi, mint bármely más adagolási sorrenddel előállított termék jódszáma. Ezért — azonos jódszám elérését kitűzve — a találmány szerinti eljárásban a szintézis átlagos hőmérsékletét 5—10 °C-al magasabb értéken tarthatjuk, ami az oxidok lépésenkénti hozzáadásának idejét tetemesen csökkenti anélkül, hogy a poliéter minősége romlana. Másrészt az alkalmazott berendezés teljesítményének növelése nélkül olyan poliétert készíthetünk, amely kevesebb monofunkcionális szennyeződéseket tartalmaz. Az ilyen poliéter nemcsak kedvezőbb feldolgozási feltételeket biztosít, hanem a poliuretánhab számos minőségi jellemzőjét, például a merevségét (terhelhetőségét) és a szakadási nyúlást javítja azonos térfogatsúly mellett. Rugalmas tömb poliuretán előállítására szolgáló ipari berendezésben összesen 40 olyan poliéter-mintát dolgoztunk fel, amely a találmány szerinti eljárással készült, majd összehasonlítás céljából ismert eljárás szerint (például etilén- és propilénoxid elegyének hozzáadásával, ezt követően propilénoxid adagolásával előállított poliéterből is készítettünk poliuretánhabot. A kapott eredményeket az 1. táblázatban közöljük. 1. táblázat Paraméter Ismert eljárás szerint Találmány szerint előállított poliéter A poliéter hidroxilszáma (mgMOMÍg) jódszáma 42±2 42±2 (g/100g) A tömb poliuretánhab téTÍogatsűrüsége max. 2 u,65 (kg/m3 ) 40%-os összenyomás-33±2 30±2 33,5 31,0 hoz szükséges eró' (M) 325 402 Szakadási nyúlása 275 305 (M) min. 180 240 200 240 260 A táblázatból kitűnik, hogy a találmány szerint előállított poliéterből készített poliuretánhab keménysége, szakadási nyúlása lényegesen felülmúlja az (azonos berendezésben) hagyományosan előállított poliéterből készített termékét. Különösen fontos a keménység fokozása, ami lehetővé teszi, hogy azonos teherbírás mellett legfeljebb 10%-kai könnyebb szerkezeti elemeket készíthetünk a poliuretánhabból. Elsősorban olyan cikkekről van szó, mint gépkocsiba való ülőpárna, bútorkárpit, heverő stb. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
