3 апреля, 2013 
admin Термин полиэфир обычно применяют для полиэфирных смол с карбоксильными или гидроксильными функциональными группами, не содержащих масел. Полиэфирные смолы получают взаимодействием ди — или полиатомных спиртов и ди — или трехосновных кислот или ангидридов. Могут использоваться и одноосновные кислоты. В этом разделе полиэфиры, содержащие лаури — новую или стеариновую кислоты, для удобства будут называться алкидами, а содержащие только алифатические кислоты с более короткими цепями, включая низкомолекулярные разветвленные синтетические жирные кислоты, и одноосновные ароматические кислоты, такие как бензойная кислота, будут называться полиэфирами.
Ассортимент полиэфиров включает как низкомолекулярные, для использования в композициях с высоким сухим остатком, так и более высокомолекулярные, как с гидроксильными, так и с карбоксильными функциональными группами. Ввиду отсутствия в их составе более дешевых масел они дороже алкидов. Было потрачено много усилий для достижения оптимальных свойств и на поиски новых видов сырья. Последнее относится главным образом к новым нолиолам, позволяющим создавать материалы с высокой долговечностью, необходимой при использовании, например, в верхних покрытиях автомобилей и при окрашивании стальной спиральной ленты. Была предложена концепция «анхи — мерного» эффекта [19], согласно которой для обеспечения устойчивости к гидролизу и стабильности сложного эфира у углеродного атома в fi-положении к гидроксильной группе должны отсутствовать атомы водорода. Этому требованию удовлетворяют такие полиолы, как циклогександиметанол (ЦГДМ) и 2,24-три метил-1,3-пентандиол (ТМПД), в которых либо уменьшено количество атомов водорода в [3-положении, либо они стерически затруднены, а также триметилолпропан (ТМП), неопентилгликоль (НПГ) и Диол 204 (Union Carbide).
ЦГДМ
|
СНз ОН СНз |
|
НОСНг—С СН—СН—СНз |
|
НОСНг СН2ОН |
Тмпд
СНз
СНз
НОСНг—С СНг—ОСО—С—СНгОН Диол 204
Состав полиэфиров определяется аналогично алкидам путем расчетов средней функциональности и дополнительно значения кислотного числа при гелеобразовании по методу Штокмейера [13]. Кроме того, для теоретически ожидаемого гидроксилсодержащего полиэфира можно рассчитать молекулярную массу по формуле:
|
М= |
Масса реагентов
£Л4 — ££а + (Масса реагентов-Л У/56 100)
Где М — общее число молей в рецептуре, ££а — общее исходное число эквивалентов кислоты в рецептуре, А V — кислотное число.
Жесткость и эластичность полиэфиров можно регулировать либо путем добавления к «более мягким» алифатическим двухосновным кислотам «более жестких» ароматических кислот, либо введением в смесь полиолов «более жесткого» цйклогександиме — танола (ЦГДМ) вместо «более мягких» алифатических полиолов. При использовании изофталевой кислоты (ИФК), а не ортофтале — вого ангидрида, могут возникнуть проблемы, связанные с возможностью кристаллизации из готовых растворов полиэфиров. Один из путей управления этим явлением заключается во введении в рецептуру небольшого количества терефталевой кислоты (ТФК) с целью нарушения регулярности молекулярной цепи полиэфира.
Рецептуры органорастворимых полиэфиров пригодны для таких областей использования, как покрытия рулонного металла, автомобильные грунтовки и лаковые покрытия; покрытия по древесине могут быть составлены на основе смеси «жестких» и «мягких» кислот (ИФК и адипиновой кислоты) с диолами и триолами, такими как НПГ и ТМП. С целью удешевления или дополнительного увеличения эластичности в рецептуру могут вводиться фта — левый ангидрид или гликоли с более длинной цепью. Возможны
добавки одноосновных кислот, таких как пеларгоновая или бензойная. Такие полиэфиры обычно сшивают МЛ смолой при горячей сушке или полифункциональным изоцианатом при комнатной температуре, например в двухупаковочных композициях. Введение триола в зависимости от состава композиции приводит к разветвлению и появлению гидроксильных групп вдоль цепи; в тех случаях, когда требуется большая молекулярная масса полиэфира, например при использовании для покрытий рулонного металла, количество вводимого триола минимально.
В полиэфирах для лакокрасочных материалов с высоким сухим остатком общее содержание полиола в композиции увеличивают, хотя количество триола может быть уменьшено; процесс ведут до получения низкомолекулярного продукта с более высоким содержанием гидроксильных групп. Для придания водораствори — мости составляют композиции, обеспечивающие получение высокого кислотного числа. Процесс часто ведут в две стадии, как и в случае синтеза водоразбавляемых алкидов, когда после завершения поликонденсации проводят обработку тримеллитовым ангидридом, сопровождающуюся раскрытием кольца. Для получения высококислых водорастворимых полиэфиров используют также диметилолпропионовую кислоту.
Поскольку полиэфиры для порошковых красок должны иметь температуру размягчения обычно более 40 °С, они чаще всего не содержат пластифицирующих двухосновных кислот с длинными цепями, а содержат одну или больше ароматических кислот и по возможности простой диол. Они могут иметь высокое кислотное число для отверждения эпоксидных смол или низкое кислотное число и высокое содержание гидроксильных групп для отверждения меламиноформальдегидных смол.
Опубликовано в рубрике 