所周知,聚酯多元醇的主要原料是多元醇和二元羧酸。多元醇包括二元醇和三元醇,乙二醇(EG)、二乙二醇(DEG)、1,2-丙二醇(1,2-PG)、1,4-丁二醇(BDO)、新戊二醇(NPG)、2-甲基丙二醇(MPD)等,聚酯多元醇合成中最常用的二元醇,1,6-己二醇(HDO)等二元醇也用于合成聚酯二醇。而在聚酯合成中最常用的二元羧酸是己二酸,同时还要丁二酸、戊二酸、壬二酸、混合二酸等。
一般来说,二元羧酸多为AA。所以一般聚酯多元醇按多元醇种类分,有纯EG聚酯多元醇,纯BG聚酯多元醇,EG/BG聚酯多元醇、EG/DEG聚酯多元醇等等,多元醇混合配比不同,生成的聚酯多元醇性能也不同。本文将选取相对分子量有代表性的EG、BG、DEG多元醇来简要分析聚酯多元醇的原料含量及原料理论成本 1 :
1相对分子量AA=146.14;BDO=90.1;EG=62.1;DEG=106.1;PG=76.1;NPG=104.1;MPD=90.8;HDO=118。
聚酯多元醇原料含量
首先,我们可知,二元酸与二元醇合成聚酯多元醇的反应式如下:
据反应式可列出聚酯多元醇分子量与原料的配比关系式:
式中,M n 为聚酯多元醇的分子量;M COOH 为二元酸的分子量;M OH 为二元醇的分子量;M H2O 为水的分子量;n为二元酸的物质的量数。同时,我们可推出以下计算公式:
公式中二元酸简称酸,二元醇简称醇,M 醇 和M 酸 表示它们的相对分子量。当上述公式中的二元酸为AA,二元醇选取(按相对分子质量从小到大排序)EG、BDO、DEG时,可得出以下结论:
(1)纯EG聚酯多元醇:
当聚酯多元醇分子量为1000时,参照以上公式得出n=5.45,AA含量为0.67左右,EG含量为0.33左右;
当聚酯多元醇分子量为2000时,参照以上公式得出n=11.26,AA含量为0.68左右,EG含量为0.32左右;
当聚酯多元醇分子量为3000时,参照以上公式得出n=17.07,AA含量为0.69左右,EG含量为0.31左右;
结论1:纯EG 1000-3000分子量聚酯多元醇AA含量在0.67-0.69附近,EG含量在0.31-0.33附近,随着聚酯多元醇分子量的增加,己二酸含量随之增大,EG含量随之减小。
(2)纯BG聚酯多元醇:
当聚酯多元醇分子量为1000时,参照以上公式得出n=4.55,AA含量为0.57左右,BDO含量为0.43左右;
当聚酯多元醇分子量为3000时,参照以上公式得出n=14.55,AA含量为0.60左右,BDO含量为0.40左右;
结论2:纯BG 1000-3000分子量聚酯多元醇AA含量在0.57-0.60附近,BDO含量在0.40-0.43附近,同样可以得出,随着聚酯多元醇分子量的增加,己二酸含量随着增大,BDO含量随着减小。
(3)纯DEG聚酯多元醇:
当聚酯多元醇分子量为1000时,参照以上公式得出n=4.14,AA含量为0.53左右,DEG含量为0.47左右;
当聚酯多元醇分子量为2000时,参照以上公式得出n=9.55,AA含量为0.55左右,DEG含量为0.45;
当聚酯多元醇分子量为3000时,参照以上公式得出n=14.55,AA含量为0.56,DEG含量为0.44;
结论3:纯DEG 1000-3000分子量聚酯多元醇AA含量在0.53-0.56附近,DEG含量在0.44-0.47附近,且随着聚酯多元醇分子量的增加,己二酸含量随着增大,DEG含量随着减小。
从而,我们可以得出以下结论:
当二元醇的相对分子量在62.1-106.1,聚酯多元醇分子量在1000-3000之间时,己二酸含量在0.53-0.69之间。
当二元醇相对分子量一定时,随着聚酯多元醇分子量的增大,己二酸含量逐渐增加,二元醇含量逐渐减少;
当聚酯多元醇分子量一定时,随着二元醇相对分子量的增大,己二酸含量逐渐减少,二元醇的含量逐渐增加。