PL249252B1 - Sposób wytwarzania polioli - Google Patents
Sposób wytwarzania polioliInfo
- Publication number
- PL249252B1 PL249252B1 PL448708A PL44870824A PL249252B1 PL 249252 B1 PL249252 B1 PL 249252B1 PL 448708 A PL448708 A PL 448708A PL 44870824 A PL44870824 A PL 44870824A PL 249252 B1 PL249252 B1 PL 249252B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- reaction
- polyvinyl alcohol
- temperature
- poly
- vinyl alcohol
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G65/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
- C08G65/02—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
- C08G65/26—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds
- C08G65/2603—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds the other compounds containing oxygen
- C08G65/2606—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds the other compounds containing oxygen containing hydroxyl groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F216/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal or ketal radical
- C08F216/02—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal or ketal radical by an alcohol radical
- C08F216/04—Acyclic compounds
- C08F216/06—Polyvinyl alcohol ; Vinyl alcohol
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/40—High-molecular-weight compounds
- C08G18/48—Polyethers
- C08G18/4829—Polyethers containing at least three hydroxy groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/40—High-molecular-weight compounds
- C08G18/48—Polyethers
- C08G18/4833—Polyethers containing oxyethylene units
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G65/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
- C08G65/02—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
- C08G65/26—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds
- C08G65/2603—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds the other compounds containing oxygen
- C08G65/2606—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds the other compounds containing oxygen containing hydroxyl groups
- C08G65/2609—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds the other compounds containing oxygen containing hydroxyl groups containing aliphatic hydroxyl groups
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Polyethers (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest sposób wytwarzania polioli, który prowadzi się tak, że do reaktora wprowadza się poli(alkohol winylowy), glicydol w ilości od 5 do 7 moli na 1 mol merów poli(alkoholu winylowego) oraz od 11 do 14 moli węglanu etylenu na 1 mol merów poli(alkoholu winylowego). Zawartość reaktora ogrzewa się do temperatury z zakresu od 120°C do 140°C i jednocześnie miesza się z prędkością od 500 do 2000 obrotów na minutę. Ogrzewanie prowadzi się do momentu całkowitego rozpuszczenia poli(alkoholu winylowego), po czym temperaturę reakcji podnosi się co najwyżej do 190°C i reakcję prowadzi się do zakończenia reakcji poli(alkoholu winylowego) z glicydolem. Następnie mieszaninę reakcyjną oziębia się do temperatury co najwyżej 80°C i dodaje się do niej węglan potasu w ilości od 0,6% do 2,2% mas. w stosunku do masy pozostałych składników. Zawartość reaktora ogrzewa się do temperatury z zakresu od 160°C do 190°C i miesza się go z prędkością od 400 do 600 obrotów na minutę do czasu zakończenia reakcji.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania wielofunkcyjnych polioli mających zastosowanie do produkcji poliuretanów, zwłaszcza biodegradowalnych, sztywnych pianek poliuretanowych.
Poli(alkohol winylowy) znajduje szerokie zastosowanie jako składnik klejów, apretur włókienniczych, lakierów oraz jako stabilizator farb emulsyjnych. Jest on wykorzystywany również jako składnik kropli do oczu, sztucznych łez, służy do produkcji nici dentystycznych, rękawic ochronnych, folii, płyt oraz rur odpornych na działanie węglowodorów i olejów. Poli(alkohol winylowy) jest związkiem nietoksycznym, przyjaznym ekologicznie oraz częściowo biodegradowalnym. Otrzymywany jest on w wyniku hydrolizy poli(octanu winylu), co powoduje, że w makrocząsteczkach poli(alkoholu winylowego) pozostaje niewielka ilości merów pochodzących z polioctanu winylu. Poli(alkohol winylowy) występuje w handlu w trzech formach: o dużym stopniu hydrolizy, w którym ilość grup hydroksylowych wynosi powyżej 98%, o średnim stopniu hydrolizy, w którym ilość grup hydroksylowych wynosi od 86 do 92% oraz o małym stopniu hydrolizy, w którym ilość grup hydroksylowych wynosi od 70 do 80%. Obecność grup hydroksylowych w merach poli(alkoholu winylowego) stwarza możliwość wykorzystania go do produkcji pianek poliuretanowych, pod warunkiem przeprowadzenia go w postać ciekłej żywicy zawierającej nadal w swej strukturze grupy hydroksylowe. Nie są jednak znane reakcje otrzymywania polioli z poli (alkoholu winylowego).
Z publikacji Cohen S. G., Haas H. C., Slotnick H.: Studies on Hydroxyethylpolyvinyl alcohol, J. Polymer Sci, 11(3),193-201, 1953 znane są reakcje oksyalkilenowania poli(alkoholu winylowego), w których wykorzystywane są w szczególności oksirany, zwłaszcza tlenek etylenu, tlenek propylenu i epichlorohydryna. Próby szczepienia tlenku etylenu na poli(alkoholu winylowym) przeprowadzono w reaktorze ciśnieniowym stosując sproszkowany poli(alkohol winylowy) i dwukrotny nadmiar wagowy tlenku etylenu w stosunku do masy polialkoholu oraz prowadząc reakcję w temperaturze 80°C w czasie 12, 17 albo 30 godzin. W wyniku reakcji otrzymano serię produktów w postaci białych proszków zawierających około 12, 19 albo 35% przyłączonego tlenku etylenu. Z wyżej wymienionej publikacji znana jest również reakcja, w której jako rozpuszczalnik stosowany jest polialkohol, zaś w jej wyniku uzyskiwany jest produkt w postaci przezroczystej, galaretowatej masy.
Z opisu zgłoszeniowego wynalazku US2990398A znana jest reakcja etoksylowania alkoholu poliwinylowego, w której 100 g sproszkowanego poli(alkoholu winylowego) miesza się z 200 g tlenku etylenu, prowadzona w reaktorze ciśnieniowym, przy temperaturze początkowej 100°C, podczas której zaobserwowano efekt egzotermiczny powodujący wzrost temperatury do 200°C. W wyniku tej znanej reakcji otrzymywany jest produkt w postaci ciemnobrązowej, lepkiej smoły. Z kolei reakcja prowadzona w środowisku octanu etylu w temperaturze 90°C w ciągu 6,6 godziny prowadzi do uzyskania produktu w postaci kremowego proszku zawierającego 10% przyłączonego tlenku etylenu.
W opisie zgłoszeniowym wynalazku US3099646A został natomiast ujawniony sposób etoksylowania alkoholu poliwinylowego, w którym reakcje osuszonego poli(alkoholu winylowego) prowadzone są w reaktorze ciśnieniowym w temperaturze od 92 do 97°C w czasie 6 godzin z ciągłym dozowaniem tlenku etylenu, w wyniku których otrzymywany jest produkt w postaci jasnożółtego proszku.
Do oksyalkilenowania poli(alkoholu etylenowego) używane są również inne oksirany, zwłaszcza tlenek propylenu i tlenek butylenu. Przykład takiej reakcji, prowadzonej w środowisku heptanu, w temperaturze od 85 do 100°C został ujawniony w opisie zgłoszeniowym wynalazku US3052652A. Z tego znanego sposobu znana jest również reakcja etoksylowanego poli(alkoholu winylowego) z diizocyjanianem 2,4-toluilenu i wody, w wyniku której otrzymywany jest gumowaty produkt, który po zamoczeniu przypomina gąbkę.
Z opisu zgłoszeniowego wynalazku US3106543A znane są reakcje oksyalkilenowania polialkoholu winylowego), głównie tlenkiem etylenu, które prowadzone są w środowisku wodnym. Film wylany z powstałego w wyniku reakcji roztworu jest elastyczny i dobrze uplastyczniony. Do reakcji oksyalkilenowania używana jest również epichlorohydryna.
W opisie zgłoszeniowym wynalazku EP0021131 został ujawniony sposób otrzymywania ekspandujących, usieciowanych eterów poli(alkoholu winylowego), w którym epichlorohydryna wykorzystywana jest jako środek sieciujący.
Z opisu patentowego EP0189375B1 znana jest natomiast hydrożelowa soczewka kontaktowa, w której zastosowano sieciowanie poli(alkoholu winylowego) za pomocą polioksiranu.
Z publikacji Carlotti S. J., Giani-Beaune O., Schue F.: Water-Soluble Poly(vinyl alcohol) Grafted with Propylene Oxide and Epichlorohydrin: Characterization, Mechanical Properties, and Model Reactions, J. Appl. Polymer Sci, 81, 2868-2874, 2001 znany jest sposób otrzymywania polimerów, w którym poli(alkohol winylowy) oksyalkilenowano tlenkiem propylenu i epichlorohydryną w środowisku wodnym stosując jako katalizator wodorotlenek sodu lub kwas siarkowy(VI). Otrzymane polimery wykazują bardzo dobrą rozpuszczalność w wodzie i niską temperaturę zeszklenia, a z roztworów wodnych otrzymywane są natomiast folie o dobrych właściwościach elastycznych i dobrej wytrzymałości na rozciąganie. Zastosowanie epichlorohydryny do epoksydowania poli(alkoholu winylowego) w celu wykorzystania ich produktu reakcji do lepiszczy, opisano natomiast w publikacji Shui T., Chae M., Bressler D. C.: CrossLinking of Thermally Hydrolyzed Specified Risk Materials with Epoxidized Poly (Vinyl Alcohol) for Tackifier Applications, Coating, 10, 630, 1-17 (2020).
Z literatury znane są również węglany alkilenowe jako czynniki oksyalkilenujące, zwłaszcza węglan etylenu i węglan propylenu. Nie są jednak znane zastosowania tych węglanów do oksyalkilenowania poli(alkoholu winylowego). W publikacji Wang X.L., Du F. G., Meng Y. Z., Li R. K. Y.: Novel in situ crosslinking reaction of ethylene-vinyl alcohol copolymers by propylene carbonate, Mater. Lett., 60, 509-513, 2006 ujawniono jedynie, że węglan propylenu może być sosowany w ilościach co najwyżej 5%, jako czynnik sieciujący kopolimer etylen-alkohol winylowy.
Znane ze stanu techniki sposoby oksyalkilenowania poli(alkoholu winylowego) mają jednak ograniczenia. Oksirany są związkami niskowrzącymi, toksycznymi, łatwopalnymi oraz tworzącymi z powietrzem mieszaniny wybuchowe. Wykazują przy tym właściwości kancerogenne, a ich niska temperatura wrzenia wymaga stosowania reaktorów ciśnieniowych. Reakcję poli(alkoholu winylowego) z oksiranami prowadzi się niekiedy w środowisku wodnym w obecności wodorotlenku sodu lub kwasu siarkowego(VI) jako katalizatora, uzyskując w ten sposób glikole i poliglikole jako produkty uboczne reakcji oksiranów z wodą, które muszą być usuwane ze środowiska reakcji, w celu otrzymania czystych produktów oksyalkilenowania poli(alkoholu winylowego). Stosowanie innych rozpuszczalników lub środowiska reakcji, takich jak octan etylu lub węglowodory nasycone, wymagają ich usunięcia po zakończeniu reakcji, poprzez ich oddestylowanie z mieszaniny poreakcyjnej. Ponadto znane ze stanu techniki reakcje oksyalkilenowania poli(alkoholu winylowego) prowadzi do otrzymywania produktów o charakterze proszków lub żelowatej gumy, nie nadających się do wymieszania z ciekłymi izocyjanianami stosowanymi do otrzymywania pianek poliuretanowych.
Celem wynalazku jest opracowanie nowego sposobu wytwarzania polioli, z poli(alkoholu winylowego), które będą mogły być wymieszane z ciekłymi izocyjanianami, dzięki czemu znajdą one zastosowanie w otrzymywaniu sztywnych, biodegradowalnych pianek poliuretanowych.
Sposób wytwarzania polioli, według wynalazku charakteryzuje się tym, że do reaktora wprowadza się poli(alkohol winylowy), glicydol w ilości od 5 do 7 moli na 1 mol merów poli (alkoholu winylowego) oraz od 11 do 14 moli węglanu etylenu na 1 mol merów poli (alkoholu winylowego), następnie zawartość reaktora ogrzewa się do temperatury z zakresu od 120 do 140°C i jednocześnie miesza się z prędkością od 500 do 2000 obrotów na minutę, ogrzewanie prowadzi się do momentu całkowitego rozpuszczenia poli(alkoholu winylowego), po czym temperaturę reakcji podnosi się co najwyżej do 190°C i reakcję prowadzi się do zakończenia reakcji poli(alkoholu winylowego) z glicydolem, a następnie mieszaninę reakcyjną oziębia się do temperatury co najwyżej 80°C i dodaje się do niej węglan potasu w ilości od 0,6 do 2,2% mas. w stosunku do masy pozostałych składników, po czym zawartość reaktora ogrzewa się do temperatury z zakresu od 160 do 190°C i miesza się go z prędkością od 400 do 600 obrotów na minutę do czasu zakończenia reakcji.
Korzystnie do reaktora wprowadza się poli(alkohol winylowy) o stopniu hydrolizy 86%, przy czym zawartość reaktora, podczas rozpuszczania poli(alkoholu winylowego), ogrzewa się do temperatury 140°C.
Dalsze korzyści uzyskiwane są, jeżeli węglan potasu, w stosunku do masy pozostałych składników, stosuje się w ilości 0,7% mas, zaś reakcję z węglanem potasu prowadzi się w temperaturze 180°C.
Następne korzyści uzyskuje się, jeśli koniec reakcji poli(alkoholu winylowego) z glicydolem wyznacza się poprzez oznaczenie liczby epoksydowej, zaś koniec reakcji, po wprowadzeniu węglanu potasu, wyznacza się przez oznaczenie zawartości węglanu etylenu.
Nowy sposób wytwarzania polioli, według wynalazku, umożliwia wytworzenie z poli(alkoholu winylowego) takich polioli, które będą mogły być wymieszane z ciekłymi izocyjanianami, a przez to znajdą zastosowanie do produkcji biodegradowalnych, sztywnych pianek poliuretanowych. Zastosowanie dużego nadmiaru czynników oksyalkilenujących w stosunku do poli(alkoholu winylowego) pozwala na zaszcze pienie na jego grupach hydroksylowych długich łańcuchów oksyalkilenowych nadających produktowi charakter ciekły. Zaletą tego nowego sposobu jest również stosowanie do oksyalkilenowania polialkoholu winylowego) związków takich jak glicydol i węglan etylenu, w których poli(alkohol winylowy) rozpuszcza się całkowicie w podwyższonej temperaturze, a następnie reaguje z nimi w obecności katalizatora, którym jest węglan potasu. Dodatkową zaletą jest możliwość prowadzenia reakcji w procesie jednoetapowym, bez udziału niskowrzących i toksycznych oksiranów i stosowania reaktorów ciśnieniowych, bowiem glicydol i węglan etylenu mają wysoką temperaturę wrzenia i reakcja może być prowadzona pod chłodnicą zwrotną. Zaletą stosowania węglanu etylenu jest ponadto jego niepalność i nietoksyczność oraz bardzo duża polarność pozwalające na rozpuszczanie w nim poli(alkoholu winylowego), co sprawia, że jest on jednocześnie reagentem i rozpuszczalnikiem, którego nie trzeba usuwać po zakończeniu reakcji, bowiem wchodzi on całkowicie w reakcje z poli(alkoholem winylowym). Do otrzymywania pianek sztywnych wymagany jest poliol o dużej liczbie grup hydroksylowych potrzebnych do usieciowania pianki, w związku z czym korzystne jest stosowanie mieszaniny węglanu etylenu i glicydolu do oksyalkilenowania. Zaletą glicydolu jest natomiast to, że każda jego reakcja z grupą hydroksylową substratu lub półproduktu zwiększa funkcyjność kolejnego półproduktu o jednostkę, dzięki czemu otrzymuje się wielofunkcyjne poliole o dużych liczbach hydroksylowych, gwarantujące dobre usieciowanie i sztywność pianki poliuretanowej. Hydroksyalkilenowanie z użyciem węglanu etylenu prowadzi z kolei do zachowania liczby grup hydroksylowych w porównaniu z substratem, przy czym zwiększa upłynnienie produktu.
Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładach wykonania i na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widmo w podczerwieni poli(alkoholu winylowego), fig. 2 - widmo w podczerwieni poliolu, fig. 3 - widmo H-NMR poli(alkoholu winylowego), fig. 4 - widmo H-NMR poli(alkoholu winylowego) po dodaniu D2O, fig. 5 - widmo H-NMR poliolu w pełnym zakresie, fig. 6 - widmo H-NMR poliolu w obszarze występowania sygnałów, natomiast fig. 7 - widmo H-NMR poliolu po dodaniu D2O.
Przykład 1
Sposób wytwarzania polioli, według wynalazku, w pierwszym przykładzie realizacji prowadzono tak, że do okrągłodennej kolby trójszyjnej o pojemności 250 cm3, zaopatrzonej w chłodnicę zwrotną, termometr i mieszadło mechaniczne, wprowadzono 4,4 g to jest 0,1 mol merów poli (alkoholu winylowego) o stopniu hydrolizy 86%, 37 g to jest 0,5 mol glicydolu i 97 g to jest 1,1 mol węglanu etylenu. Zawartość kolby energicznie mieszano z prędkością 1000 obrotów na minutę i ogrzewano ją do temperatury 130°C. W tym stanie, zawartość kolby utrzymywano do momentu całkowitego rozpuszczenia poli(alkoholu winylowego). Po jego rozpuszczeniu, mieszaninę ogrzewano do temperatury 180°C w celu dokończenia reakcji z glicydolem. Zakończenie reakcji określono na podstawie oznaczenia liczby epoksydowej, przy czym reakcję uznano za zakończoną gdy liczba epoksydowa wynosiła zero. Następnie mieszaninę reakcyjną w kolbie schłodzono do temperatury 80°C i dodano do niej 1,0 g węglanu potasu jako katalizatora. Całość ogrzewano w temperaturze 180°C przy ciągłym mieszaniu z prędkością 500 obrotów na minutę do czasu zakończenia reakcji, które określono na podstawie oznaczeń zawartości węglanu etylenu, przy czym reakcję uznano za zakończoną, gdy zawartość węglanu etylenu była co najwyżej 2%.
W wyniku przeprowadzonej reakcji uzyskano produkt końcowy mający postać ciemnobrązowej żywicy o gęstości 1,30 g/cm3 i lepkości 3090 mPa-s w temperaturze 20°C oraz liczbie hydroksylowej 472 mg KOH.
P rzy kła d 2
Sposób wytwarzania polioli, według wynalazku, w drugim przykładzie realizacji prowadzono tak, że do okrągłodennej kolby trójszyjnej o pojemności 250 cm3, zaopatrzonej w chłodnicę zwrotną, termometr i mieszadło mechaniczne, wprowadzano 4,4 g to jest 0,1 mol merów poli(alkoholu winylowego) o stopniu hydrolizy 86%, 44,4 g to jest 0,6 mol glicydolu i 97 g to jest 1,1 mol węglanu etylenu. Zawartość kolby energicznie mieszano z prędkością 1500 obrotów na minutę i ogrzewano ją do temperatury 130°C. W tym stanie, zawartość kolby utrzymywano do momentu całkowitego rozpuszczenia poli(alkoholu winylowego). Po jego rozpuszczeniu, mieszaninę ogrzewano do temperatury 180°C w celu dokończenia reakcji z glicydolem. Zakończenie reakcji określono na podstawie oznaczenia liczby epoksydowej, przy czym reakcję uznano za zakończoną gdy liczba epoksydowa wynosiła zero. Następnie mieszaninę reakcyjną w kolbie schłodzono do temperatury 80°C i dodano do niej 1,0 g węglanu potasu jako katalizatora. Całość ogrzewano w temperaturze 180°C przy ciągłym mieszaniu z prędkością 600 obrotów na minutę do czasu zakończenia reakcji, które określono na podstawie oznaczeń zawartości węglanu etylenu, przy czym reakcję uznano za zakończoną, gdy zawartość węglanu etylenu była co najwyżej 2%.
W wyniku przeprowadzonej reakcji uzyskano produkt końcowy mający postać ciemnobrązowej żywicy o gęstości 1,33 g/cm3 i lepkości 10960 mPa-s w temperaturze 20°C oraz liczbie hydroksylowej 465 mg KOH.
Przykład 3
Sposób wytwarzania polioli, według wynalazku, w trzecim przykładzie realizacji prowadzono tak, że do okrągłodennej kolby trójszyjnej o pojemności 250 cm3, zaopatrzonej w chłodnicę zwrotną, termometr i mieszadło mechaniczne, wprowadzano 4,4 g to jest 0,1 mol merów poli (alkoholu winylowego) o stopniu hydrolizy 86%, 44,4 g to jest 0,6 mol glicydolu i 97 g to jest 1,1 mol węglanu etylenu. Zawartość kolby energicznie mieszano z prędkością 2000 obrotów na minutę i ogrzewano ją do temperatury 130°C. W tym stanie, zawartość kolby utrzymywano do momentu całkowitego rozpuszczenia poli(alkoholu winylowego). Po jego rozpuszczeniu, mieszaninę ogrzewano do temperatury 180°C w celu dokończenia reakcji z glicydolem. Zakończenie reakcji określono na podstawie oznaczenia liczby epoksydowej, przy czym reakcję uznano za zakończoną gdy liczba epoksydowa wynosiła zero. Następnie mieszaninę reakcyjną w kolbie schłodzono do temperatury 80°C i dodano do niej 3,0 g węglanu potasu jako katalizatora. Całość ogrzewano w temperaturze 180°C przy ciągłym mieszaniu z prędkością 400 obrotów na minutę do czasu zakończenia reakcji, które określono na podstawie oznaczeń zawartości węglanu etylenu, przy czym reakcję uznano za zakończoną, gdy zawartość węglanu etylenu była co najwyżej 2%.
W wyniku przeprowadzonej reakcji uzyskano produkt końcowy mający postać ciemnobrązowej żywicy o gęstości 1,28 g/cm3 i lepkości 11620 mPa-s w temperaturze 20°C oraz liczbie hydroksylowej 467 mg KOH.
Powstawanie polioli w wyniku oksyalkilenowania poli(alkoholu winylowego) glicydolem i węglanem etylenu potwierdzają widma IR i H-NMR powstających produktów w porównaniu z odpowiednimi widmami poli(alkoholu winylowego) - PAV.
Na widmie IR PAV, pokazanym na fig. 1, obserwuje się szerokie pasmo przy 3289 cm-1 powstałe w wyniku drgań rozciągających grup hydroksylowych jak również pasma od drgań deformacyjnych tych grup, odpowiednio przy 1427 i 601 cm-1. Przy około 1086 cm-1 obecne jest pasmo od drgań walencyjnych wiązań C-O- w drugorzędowej grupie hydroksylowej. Na obecność niezhydrolizowanych grup octanowych CH3COO- w PAV wskazuje występowanie pasma grupy karbonylowej przy 1725 cm-1 i pasma przy 1240 cm-1 pochodzącego od reszty estrowej C-O. Na fig. 2 przedstawiono natomiast widmo IR otrzymanego, w przykładzie 1, poliolu. W porównaniu do widma PAV pojawia się bardzo silne pasmo przy 1063 cm-1, pochodzące od nowych wiązań C-O-C, powstających w wyniku reakcji grup hydroksylowych PAV z glicydolem oraz węglanem etylenu i wskazujące na przebieg oksyalkilenowania PAV i wprowadzenie do poliolu fragmentów strukturalnych powstałych w wyniku otwarcia pierścieni glicydolu i węglanu etylenu podczas reakcji.
Na widmie 1H-NMR wspomnianego PAV, pokazanym na fig. 3, protony grup hydroksylowych dają kilka sygnałów o przesunięciach chemicznych 4,22 i 4,45 oraz 4,62 i dalej w zakresie 4,7 do 5,1 ppm. Dowodem na to, że pochodzą one od protonów grup hydroksylowych jest ich zanikanie po dodaniu ciężkiej wody, co pokazano na fig. 4 na linii dolnej. Przy 3,90 ppm występuje sygnał od protonu metinowego przy atomie węgla połączonego z grupą hydroksylową, a w zakresie 1,3-1,7 ppm obserwuje się sygnały od protonów grup metylenowych w merze PAV. Sygnał protonów grupy metylowej przy 1,95 ppm wskazuje, że w strukturze produktu zostały zachowane resztki grup octanowych CH3COOz niecałkowicie zhydrolizowanego poli(octanu winylu), z którego otrzymuje się PAV. Z krzywych integracji przypisanych grupom metylowych 1,95 ppm i grupom metylenowym CH2 1,3-1,7 ppm w strukturze PAV można obliczyć, że stopień hydrolizy PAV wynosi 86%.
Na widmie 1H-NMR otrzymanego, w przykładzie pierwszym, poliolu, pokazanym na fig. 5 oraz fig. 6, nie obserwuje się praktycznie sygnałów grup metylenowych przy 1,3-1,7 ppm od PAV, bowiem ich udział bardzo znacząco zmalał wskutek pojawiania się sygnałów od dużej liczby grup metylenowych w zakresie 3,0-3,6 ppm, pochodzących z rozpadu pierścieni glicydolu i węglanu etylenu w reakcjach oksyalkilenowania PAV. Zanikają także sygnały grup hydroksylowych PAV z zakresu 4,22-5,10 ppm, a przy 4,5-4,8 ppm pojawiają się sygnały pochodzące od grup hydroksylowych powstających w wyniku rozpadu wspomnianych pierścieni, które to sygnały zanikają po dodaniu do układu D2O, co pokazano na fig. 7 na linii dolnej.
Analogiczne zależności obserwuje się na widmach IR i H-NMR polioli otrzymanych z PAV w przykładzie drugim i przykładzie trzecim. Ponadto najprostszym i najbardziej przekonującym dowodem, że PAV ulega oksyalkilenowaniu pod wpływem glicydolu i węglanu etylenu jest przemiana stałego PAV w ciekły poliol.
Claims (7)
- Zastrzeżenia patentowe1. Sposób wytwarzania polioli, znamienny tym, że do reaktora wprowadza się poli(alkohol winylowy), glicydol w ilości od 5 do 7 moli na 1 mol merów poli(alkoholu winylowego) oraz od 11 do 14 moli węglanu etylenu na 1 mol merów poli(alkoholu winylowego), następnie zawartość reaktora ogrzewa się do temperatury z zakresu od 120 do 140°C i jednocześnie miesza się z prędkością od 500 do 2000 obrotów na minutę, ogrzewanie prowadzi się do momentu całkowitego rozpuszczenia poli(alkoholu winylowego), po czym temperaturę reakcji podnosi się co najwyżej do 190°C i reakcję prowadzi się do zakończenia reakcji poli(alkoholu winylowego) z glicydolem, a następnie mieszaninę reakcyjną oziębia się do temperatury co najwyżej 80°C i dodaje się do niej węglan potasu w ilości od 0,6 do 2,2% mas. w stosunku do masy pozostałych składników, po czym zawartość reaktora ogrzewa się do temperatury z zakresu od 160 do 190°C i miesza się go z prędkością od 400 do 600 obrotów na minutę do czasu zakończenia reakcji.
- 2. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że do reaktora wprowadza się poli(alkohol winylowy) o stopniu hydrolizy 86%.
- 3. Sposób, według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że zawartość reaktora, podczas rozpuszczania poli(alkoholu winylowego), ogrzewa się do temperatury 140°C.
- 4. Sposób, według jednego z zastrz. od 1 do 3, znamienny tym, że węglan potasu, w stosunku do masy pozostałych składników, stosuje się w ilości 0,7% mas.
- 5. Sposób, według jednego z zastrz. od 1 do 4, znamienny tym, że reakcję z węglanem potasu prowadzi się w temperaturze 180°C.
- 6. Sposób, według jednego z zastrz. od 1 do 5, znamienny tym, że koniec reakcji poli(alkoholu winylowego) z glicydolem wyznacza się poprzez oznaczenie liczby epoksydowej.
- 7. Sposób, według jednego z zastrz. od 1 do 6, znamienny tym, że koniec reakcji, po wprowadzeniu węglanu potasu, wyznacza się przez oznaczenie zawartości węglanu etylenu.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL448708A PL249252B1 (pl) | 2024-05-29 | 2024-05-29 | Sposób wytwarzania polioli |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL448708A PL249252B1 (pl) | 2024-05-29 | 2024-05-29 | Sposób wytwarzania polioli |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL448708A1 PL448708A1 (pl) | 2025-12-01 |
| PL249252B1 true PL249252B1 (pl) | 2026-03-16 |
Family
ID=97831627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL448708A PL249252B1 (pl) | 2024-05-29 | 2024-05-29 | Sposób wytwarzania polioli |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL249252B1 (pl) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL432800A1 (pl) * | 2020-02-03 | 2021-08-09 | Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Łukasiewicza | Sposób wytwarzania wielofunkcyjnych polieteroli |
| EP3331491B1 (en) * | 2015-08-04 | 2022-03-23 | ISP Investments LLC | Polymers derived from amino-functional vinyl alcohol ethers and applications thereof |
| PL243325B1 (pl) * | 2021-08-25 | 2023-08-07 | Politechnika Rzeszowska Im Ignacego Lukasiewicza | Sposób wytwarzania wielofunkcyjnych polioli z wykorzystaniem chitozanu |
-
2024
- 2024-05-29 PL PL448708A patent/PL249252B1/pl unknown
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3331491B1 (en) * | 2015-08-04 | 2022-03-23 | ISP Investments LLC | Polymers derived from amino-functional vinyl alcohol ethers and applications thereof |
| PL432800A1 (pl) * | 2020-02-03 | 2021-08-09 | Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Łukasiewicza | Sposób wytwarzania wielofunkcyjnych polieteroli |
| PL243325B1 (pl) * | 2021-08-25 | 2023-08-07 | Politechnika Rzeszowska Im Ignacego Lukasiewicza | Sposób wytwarzania wielofunkcyjnych polioli z wykorzystaniem chitozanu |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| X.L. WANG I INNI,: "Materials Letters 60 (2006) 509–513", „NOVEL IN SITU CROSSLINKING REACTION OF ETHYLENE-VINYL ALCOHOL COPOLYMERS BY PROPYLENE CARBONATE * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL448708A1 (pl) | 2025-12-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4386834B2 (ja) | フォーム用途のポリエーテルポリオール | |
| Omrani et al. | Synthesis of novel high primary hydroxyl functionality polyol from sunflower oil using thiol-yne reaction and their application in polyurethane coating | |
| US4061684A (en) | Highly branched polyether polyols of high molecular weight | |
| WO1991018038A1 (fr) | Procede pour produire un compose de polyoxyalkylene | |
| CN105008428A (zh) | 使用dmc催化剂制备低分子量聚醚的改进的连续方法 | |
| KR20190078592A (ko) | 폐기물 원료로부터의 새로운 고분자량 중합체 | |
| CN103384690B (zh) | 基于碳酸甘油酯和醇的聚合物 | |
| PL249252B1 (pl) | Sposób wytwarzania polioli | |
| PL249253B1 (pl) | Sposób wytwarzania polioli | |
| GB1590456A (en) | Preparation of polymeric polyoxyalkylene polyols | |
| US9994674B2 (en) | Polymers based on glycerol carbonate | |
| US3528920A (en) | Hydraulic brake fluids | |
| US20120215032A1 (en) | Polymers based on glycerol carbonate and an alcohol | |
| JP4870071B2 (ja) | 生分解性を有する水環境応答型ポリマー、その製造方法および水崩壊性材料 | |
| KR101884163B1 (ko) | 글리세릴 카르보네이트 기반 중합체 | |
| US2897163A (en) | Production of polymeric materials from polyoxyalkylene polyols and butadiene diepoxide | |
| US3305542A (en) | Polyethers of levoglucosan | |
| JP2021178951A (ja) | ポリラクチドグラフト化ポリビニルアルコール系樹脂の製造方法 | |
| JPH0147477B2 (pl) | ||
| JP2804530B2 (ja) | ポリオキシアルキレンポリオール | |
| KR101705728B1 (ko) | 신규한 수용성 공중합체 및 이의 제조방법 | |
| JP2006070073A (ja) | ポリエーテル、ポリエーテルポリオール組成物、およびこれらの製造方法、ならびに該ポリエーテルを含有する可塑剤 | |
| PL231483B1 (pl) | Sposób otrzymywania mieszaniny wielofunkcyjnych polieteroli | |
| PL237570B1 (pl) | Sposób otrzymywania mieszaniny wielofunkcyjnych polieteroli | |
| GB2114139A (en) | Polyalkylene ether glycol |