კარბოქსილის ჰიდროფილური ჯაჭვის გამაფართოებლები DMBA და DMPA.

Წინასიტყვაობა

წყლის პოლიურეთანის წარმოებაში, კარბოქსილის მჟავა, როგორც ანიონური ჰიდროფილური ჯაჭვის გამაფართოებელი, არის ერთგვარი კარბოქსილის მჟავა დიოლთან ერთად, რომელიც ფართოდ გამოიყენება მისი უნიკალური მოლეკულური სტრუქტურისა და პროდუქტის შესანიშნავი შესრულებისთვის.
კარბოქსილის მჟავას ტიპის ჯაჭვის გამაფართოებელი ძირითადად მოიცავს 2,2-დიჰიდროქსიმეთილპროპიონის მჟავას (DMPA) და 2,2-დიჰიდროქსიმეთილბუტირის მჟავას (DMBA).ეს არის უნიკალური მრავალფუნქციური ბლოკირებული დიოლის მოლეკულა, როგორც ჰიდროქსილის, ასევე კარბოქსილის ჯგუფებით.ტუტეებით ნეიტრალიზაციის შემდეგ, თავისუფალი მჟავის ჯგუფს შეუძლია აქტიურად გააუმჯობესოს ფისის წყალში ხსნადობა ან დისპერსიული მოქმედება;დაინერგა პოლარული ჯგუფები, რათა გააუმჯობესონ საფარების ადჰეზია და სინთეზური ბოჭკოების შეღებვის თვისებები;გაზრდის საფარის ტუტეში ხსნადობას.მისი გამოყენება შესაძლებელია წყალში ხსნად პოლიურეთანის სისტემაზე, წყალში ხსნად ალკიდის ფისსა და პოლიესტერის ფისზე, ეპოქსიდური ეთერის საფარზე, პოლიურეთანის ელასტომერზე და ფხვნილის საფარზე.
ის ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას ტყავის ქიმიურ მასალებში, თხევად კრისტალებში, მელანებში, საკვებ დანამატებში და წებოვან ქიმიკატებში, განსაკუთრებით წყლის ემულსიური პოლიურეთანის და ტყავის დამამთავრებელი აგენტების წარმოებაში.ეს არის არა მხოლოდ ჯაჭვის გამაფართოებელი, არამედ პოლიურეთანის კარგი თვითემულგირებადი აგენტი, რომელსაც შეუძლია მნიშვნელოვნად გააუმჯობესოს პოლიურეთანის წყლის ლოსიონის სტაბილურობა, ამიტომ იგი ფართოდ გამოიყენება.

დიჰიდროქსიმეთილ კარბოქსილის მჟავის გამოყენების უპირატესობები

წყლის პოლიურეთანის ლოსიონი ჩვეულებრივ შეჰყავს ჰიდროფილურ აგენტს პოლიურეთანის მოლეკულურ ჯაჭვში, შემდეგ ანეიტრალებს ტუტეს მარილის წარმოქმნით და იშლება დეიონიზებულ წყალში მექანიკური შერევით და ქმნის პოლიურეთანის წყალხსნარს.
ძირითადად არსებობს სამი სახის ჰიდროფილური აგენტები, რომლებიც გამოიყენება წყლის პოლიურეთანში: ანიონური, კატიონური და არაიონური.ანიონურ ტიპში ძირითადად შედის: 2,2-დიჰიდროქსიმეთილპროპიონის მჟავა, 2,2-დიჰიდროქსიმეთილბუტირინის მჟავა, ღვინის მჟავა, ბუტანდიოლის სულფონატი, ნატრიუმის ეთილენდიამინის ეთანსულფონატი, გლიცეროლი და მალეინის ანჰიდრიდი;კათიონურ ტიპს ძირითადად მიეკუთვნება: მეთილდიეთანოლამინი, ტრიეთანოლამინი და სხვ;არაიონური ტიპი ძირითადად მოიცავს ჰიდროქსილით დამთავრებულ პოლიეთილენის ოქსიდს.
არაიონური ჰიდროფილური აგენტის შემცველობა, როგორიცაა პოლიეთილენის ოქსიდი, უნდა იყოს ძალიან მაღალი, რათა დისპერსიული იყოს სტაბილური.წყლის პოლიურეთანის ფისს, რომელიც დამზადებულია ჰიდროქსილის პოლიოქსიეთილენის ეთერისგან, როგორც ჰიდროფილური ჯგუფის, აქვს კარგი ელექტროლიტური წინააღმდეგობა, მაგრამ ფილმის წყლის წინააღმდეგობა ძალიან ცუდია, ამიტომ არ არის პრაქტიკული;
კათიონური ჰიდროფილური აგენტი, როგორიცაა ეთილენდიამინის ნატრიუმის აკრილატის დანამატი, როგორც ჰიდროფილური ნაერთი, მთელ რეაქციის სისტემას ტუტეს ხდის.არსებობს არა მხოლოდ სწრაფი რეაქცია - NH2 ჯგუფსა და - NCO ჯგუფს შორის, არამედ რეაქცია - NCO ჯგუფსა და - nhcoo-ს შორის.ამიტომ, რეაქცია ძნელია კონტროლირებადი და ადვილად გელი.უფრო მეტიც, მომზადებულ ლოსიონს აქვს უხეში ნაწილაკები და ცუდი ფირის წარმომქმნელი წყალგამძლეობა, ამიტომ მისი გამოყენება არ შეიძლება ინდუსტრიაში;
დიჰიდროქსიმეთილ კარბოქსილის მჟავა ანიონურ ფორმაში შეიცავს ორ ჰიდროქსილის ჯგუფს და ასევე მოქმედებს როგორც ჯაჭვის გამაგრძელებელი.ეს ორმაგი როლი აჩენს მას დიდ უპირატესობებს თვითემულგირებადი Pu ლოსიონის მომზადებაში.კარბამატის სინთეზის დროს ის რეაქციის სისტემას მჟავე ხდის.მჟავე პირობებში რეაქცია - NCO-სა და - Oh-ს შორის მსუბუქია, ხოლო - nhcoo - არ მონაწილეობს რეაქციაში და არ გამოიწვევს გელს.გარდა ამისა, დიმეთილოლ კარბოქსილის მჟავა ასევე მოქმედებს როგორც ჯაჭვის გამაფართოებელი, ასე რომ ჰიდროფილური ჯგუფი (ანუ კარბოქსილის ჯგუფი) მდებარეობს მაკრომოლეკულური ჯაჭვის სეგმენტში.მესამეული ამინის, როგორც გამანეიტრალებელი აგენტის გამოყენებით, შეიძლება მომზადდეს წყალხსნარი პოლიურეთანის ფისი, შესანიშნავი სტაბილურობით და შესანიშნავი ფირის წარმომქმნელი წყლისა და გამხსნელების წინააღმდეგობით.დიჰიდროქსიმეთილ კარბოქსილის მჟავა არის საუკეთესო ჰიდროფილური ნაერთი, რომელიც ფართოდ გამოიყენება წყალგამყოფი პოლიურეთანის ფისის დასამზადებლად.

2,2-დიჰიდროქსიმეთილპროპიონის მჟავა (DMPA) და 2,2-დიჰიდროქსიმეთილბუტირის მჟავა (DMBA)

დიჰიდროქსიმეთილკარბოქსილის მჟავების ორ სახეობას შორის, 2,2-დიჰიდროქსიმეთილ პროპიონის მჟავა დიდი ხნის განმავლობაში გამოიყენება და ამჟამად ფართოდ გამოიყენება ჰიდროფილური ჯაჭვის გამაძლიერებელი.მიუხედავად იმისა, რომ მას აქვს ბევრი უპირატესობა, მას ასევე აქვს მრავალი უარყოფითი მხარე, ძირითადად მისი მაღალი დნობის წერტილის გამო (180-185 ℃), რომელიც ძნელია გაცხელება და დნება, რაც მოითხოვს ორგანული გამხსნელების დამატებას, როგორიცაა N-მეთილპიროლიდონი (NMP). n N-დიმეთილამიდი (DMF), აცეტონი და ა.შ., ხოლო NMP-ს აქვს მაღალი დუღილის წერტილი, რომლის ამოღება ძნელია APU-ს მომზადების შემდეგ.უფრო მეტიც, DMPA-ს აქვს მცირე ხსნადობა აცეტონში და დიდი რაოდენობით აცეტონი უნდა დაემატოს სინთეზის პროცესში.კეტონის მოცილების პროცესი არა მხოლოდ ხარჯავს ენერგიას, არამედ იწვევს უსაფრთხოების რისკებს.აქედან გამომდინარე, 2,2-დიჰიდროქსიმეთილპროპიონის მჟავას გამოყენება არა მხოლოდ მაღალი ენერგიის მოხმარებაა, არამედ ადვილად იწვევს პროდუქტში ორგანული ნარჩენების წარმოქმნას.
2,2-დიჰიდროქსიმეთილ პროპიონის მჟავასთან შედარებით, 2,2-დიჰიდროქსიმეთილ ბუტირის მჟავას აქვს შემდეგი უპირატესობები:
1. ორგანულ გამხსნელებში უკეთესი ხსნადობა აქვს.ქვემოთ მოცემულ ცხრილში მოცემულია DMBA და DMPA ხსნადობის მონაცემები სხვადასხვა ტემპერატურასა და გამხსნელებში;
DMBA და DMPA ხსნადობის მონაცემები სხვადასხვა ტემპერატურასა და გამხსნელებში:

ხსნადობა: ერთეული: გ/100გ გამხსნელი
წყალში ხსნადობა: 48% DMBA-სთვის და 12% DMPA-სთვის.

2. მაღალი რეაქციის სიჩქარე, სწრაფი რეაქციის სიჩქარე და დაბალი რეაქციის ტემპერატურა.მაგალითად, პოლიურეთანის პრეპოლიმერის სინთეზირების რეაქციის დრო მოკლეა, ზოგადად მხოლოდ 50-60 წუთი, ხოლო DMPA-ს სჭირდება 150-180 წუთი;
3. გამოიყენება წყლის პოლიურეთანის ლოსიონისთვის უფრო თხელი ნაწილაკების ზომით და ვიწრო განაწილებით;
4. დაბალი დნობის წერტილი, 108-114 ℃;
5. ფორმულების მრავალფეროვნებას შეუძლია შეამციროს გამხსნელების გამოყენება, რითაც შეამცირებს გამხსნელებისა და ნარჩენების სითხის დამუშავების ღირებულებას;
6. მისი გამოყენება შესაძლებელია სრულიად გამხსნელი პოლიურეთანის და პოლიესტერული სისტემების მოსამზადებლად;
რეალურ სინთეზის პროცესში მას არ სჭირდება რაიმე გამხსნელის მოხმარება.წარმოებულ ლოსიონს აქვს კარგი შესრულება და ფილმის შესანიშნავი მექანიკური თვისებები, რაც არა მხოლოდ ამცირებს რეაქციის დროს, ამცირებს ენერგიის მოხმარებას, არამედ დაზოგავს ენერგიას.ამიტომ, 2,2-დიჰიდროქსიმეთილ ბუტირის მჟავა არის ყველაზე ცნობილი ჰიდროფილური ნაერთი.