POLYURETHANES Tiểu luận Công nghệ tổng hợp hợp chất trung gian Nguyễn Hồng Liên ĐHBKHN

POLYURETHANES Tiểu luận Công nghệ tổng hợp hợp chất trung gian Nguyễn Hồng Liên ĐHBKHNPOLYURETHANES Tiểu luận Công nghệ tổng hợp hợp chất trung gian Nguyễn Hồng Liên ĐHBKHNPOLYURETHANES Tiểu luận Công nghệ tổng hợp hợp chất trung gian Nguyễn Hồng Liên ĐHBKHN

1.2.3 Khả năng gia công 1.2.4 Độ kết dính

1.2.5 Tính tương hợp 1.2.6 Độ bền trong điều kiện sử dụng 1.2.7 Sự lão hóa

1.2.8 Khả năng hấp thụ nước 1.2.9 Tính chống cháy

1.2.10.Tính nhẹ 1.2.11.Tính chịu hóa chất

1.3.1 Dạng sợi 1.3.2 Dạng màng 1.3.3 Dạng đổ khuôn 1.3.4 Dạng nhiệt dẻo 1.3.5 Dạng bọt

1.4.3 Ứng dụng trong ngành điện tử 1.4.4 Ứng dụng trong ngành y tế 1.4.5 Ứng dụng trong phương tiện vận chuyển 1.4.6 Ứng dụng trong xây dựng và công trình dân dụng 1.4.7 Những ứng dụng công nghiệp khác

1.5 Nguyên liệu để sản xuất Polyurethanes 20

Chương 2: TỔNG HỢP ISO CYANAT 23

2.1 Tính chất hóa học 23

2.2 Sản xuất isocyanat 24

2.3 Tính độc hại 24

2.4 Tổng hợp Toluene Diisocyanate (TDI) 25

2.4.1 Nitrohóa toluene thành dinitro toluene 2.4.2 Khử dinitro toluene thành tolylene diamin 2.4.3.Phosgen hóa tolylene diamin thành TDI 2.4.4.Tổng hợp Diphenylmethane – 4,4’-diisocyanate (MDI) 2.4.5.Phản ứng ngưng tụ của formandehyt với anilin thành metylen diphenyldiamin 2.4.6.Phosgen hóa poliamin thành MDI Chương 3: TỔNG HỢP POLYOL 35

Chương 4: CÁC CNSX POLYURETHANES 41

4.1 Phương pháp sản xuất polyurethane gián tiếp 41

4.1.1 Prepolyme

4.1.2 Ưu điểm của quá trình

4.1.3 Sơ đồ hệ thống

4.1.4 Quy trình sản xuất

4.2.Sản xuất Polyurethane bằng quy trình một giai đoạn(one – shot) 46

4.2.1 Đầu trộn trong quá trình sản xuất polyurethane

4.2.2 Quá trình sản xuất sử dụng đầu trộn áp suất cao

phòng thí nghiệm I.G Farnen, Đức, tìm ra được ứng dụng thương mại dựa trên phản ứng giữa hexamethylene diisocyanate và butanediol, sản phẩm có tính chất

cơ lý tương tự nylon (polyamides), ngày nay vẫn còn được sử dụng để làm các sợi cho bàn chải

Sự thiếu trầm trọng nguyên vật liệu trong chiến tranh thế giới II (1937 – 1945) đã giúp đẩy mạnh sự phát triển nguyên liệu polyurethane cho ngành sợi, sơn và mút xốp Tuy nhiên sự phát triển mạnh mẽ của lĩnh vực này xảy ra vào những năm 1950 khi người ta tìm ra nguyên liệu mới Toluene diisocyanate (TDI) và polyester polyol để sản xuất mút mềm ở Đức Sự nhảy vọt thực sự vào năm 1957 khi có nhiều loại polyether polyols (poly ete) được cho vào công thức mút xốp Chúng không chỉ có giá cạnh tranh hơn mà mút tạo ra còn có tính chất

cơ lý tốt hơn các sản phẩm từ polyester polyol (poly este) Sự phát triển mạnh

mẽ hơn còn nhờ vào nhu cầu lớn mạnh từ thị trường Châu Âu, Mỹ và Nhật Bản Ngày nay polyurethane đứng hàng thứ 6 trong tổng lượng tiêu thụ các loại polymer, với khoảng 6% thị trường tiêu thụ Phần ứng dụng lớn nhất của

urethane là mút xốp mềm (khoảng 44%), mút cứng (khoảng 28%), còn lại 28% cho ứng dụng trong sơn, keo dán, gioăng phớt và dạng PU đàn hồi (số liệu về thị phần ứng dụng có thể khác nhau tùy theo vùng, nước, khu vực)

Không giống như những polymer khác như là polyethylene, polystyrene hay polyvinyl chloride … được tạo nên từ các monomer ethylene, styrene hay vinyl chloride (vinyl clorua) , polyurethane không được tạo nên từ các đơn vị

urethane theo cách thông thường mà dựa trên phản ứng từ các polyhydroxy như

là polyether polyol với các isocyanate Nói ngắn gọn polyurethane là những polymer chứa nhóm liên kết (-NH-CO-O-)

Đặc trưng sản xuất và sử dụng polyurethane là có thể tạo ra những loại mút

từ rất mềm đến mềm hay mút cứng hoặc bán cứng và dạng đàn hồi Chúng có thể tạo ra dạng khối lớn hay đổ vào các khuôn có hình dạng và kích thước khác nhau

1.1 KHÁI NIỆM VỀ POLYURETHANE

Polyurethane thường được gọi tắt là PU Polyurethane thực chất là sản phẩm của một quá trình trùng hợp bậc (trùng ngưng) giữa polyisocyanates OCN-R-NCO và polyalcohols (polyols) HO-R-OH Người ta lợi dụng đặc tính rất nhạy cảm của nhóm chức isocyanate với H linh động để tạo nên các liên kết urethane (liên kết của nhóm isocyanate với H linh động của alcohol) Phản ứng tạo liên kết urethane giữa 1 phân tử chứa 1 nhóm isocyanate với 1 phân tử chứa 1 nhóm alcohol được mình họa như sau

Phản ứng tạo Polyurethane

Một cách thật đơn giản, ta hãy hình dung tới hình ảnh polyurethane chính là sản phẩm của việc “nắm tay nhau” của các phân tử có 2 nhóm chức isocyanate

và các phân tử có 2 nhóm chức alcohol như thế này

Vậy polyurethane được hình thành với 2 nguyên liệu chính: Đó là

Polyisocyanates với Polyols Ngoài ra, tất nhiên phải có thêm các chất xúc tác, các phụ gia trong quy mô sản xuất công nghiệp Ở khu vực Bắc Mỹ, người ta gọi thành phần chứa isocyanate là thành phần A, thành phần chứa nhóm alcohol được pha sẵn với xúc tác, phụ gia được gọi là thành phần B Ở Châu Âu, người

ta là gọi ngược lại, thành phần A là polyol với xúc tác, phụ gia, thành phần B là chứa isocyanate Bài báo cáo này sẽ dùng quy ước của Bắc Mỹ

Từ nãy giờ ta nói tới trường hợp phản ứng đơn giản nhất để tạo Polyurethane là giữa diols và diisocyanates (tức giữa phân tử chứa 2 nhóm alcohol và phân tử chứa 2 nhóm isocyanate) Nhưng trên nguyên tắc thành phần

A có thể chứa nhiều hơn 2 nhóm isocyanate trong mỗi phân tử và thành phần B

có thể chứa nhiều hơn 2 nhóm alcohol trong mỗi phân tử , lúc này sản phẩm Polyurethane có khâu mạng Trong bài báo cáo, tôi đề cập đến phản ứng giữa diisocyanate với diol là chính

1.2.1.Tính chất cách nhiệt:

PU foam cứng (mút PU cứng) có độ dẫn nhiệt thấp so với hầu hết các vật liệu cách nhiệt khác hiện có, (xem bảng so sánh bên dưới) nhờ đó được sử dụng làm vật liệu giữ nhiệt hoặc cách nhiệt trong môi trường làm lạnh hay trữ lạnh

Cách nhiệt hiệu quả cho hầu hết các công trình xây dựng, cả trong lĩnh vực xây dựng dân dụng (nhà cửa, nhà container ) cũng như trong các công trình ứng dụng đặc biệt

1.2.2.Độ bền:

Foam PU cứng có độ bền nén và độ bền biến dạng cao, kết hợp với vật liệu phủ lên bề mặt (mặt nhựa, thép ) sẽ cho độ bền lớn hơn gấp nhiều lần, phù hợp cho từng ứng dụng

1.2.3.Khả năng gia công:

Mút Polyurethane cứng có thể sản xuất liên tục hoặc không liên tục trong nhà máy, cũng có thể khuấy trộn thủ công hoặc phun bằng máy phun tay hoặc bơm trực tiếp vào ứng dụng mong muốn Thực tế không có vật liệu cách nhiệt nào có các đặc tính sản xuất linh hoạt đến như vậy!

1.2.4.Độ kết dính:

Trong khoảng thời gian giữa quá trình trộn và lưu hóa sau cùng, mút cứng polyurethane có độ kết dính vô cùng lớn, nhờ đó cho phép gắn kết hiệu quả với nhiều loại bề mặt của công trình xây dựng (mặt xi măng, gỗ, composite, nhựa, kim loại )

Độ kết dính thường mạnh hơn cả độ bền kéo và độ bền biến dạng của mút

mặt tấm nhựa PVC) Điều đó cũng cho phép mút pu sử dụng được trong khâu hoàn thiện các công trình xây dựng giống như là vữa và sơn để làm hàng rào ngăn ẩm, ngăn ồn và cách nhiệt trong điều kiện môi trường ẩm ướt, có tiếng ồn

và môi trường chịu nhiệt

1.2.6.Độ bền trong điều kiện sử dụng:

Mút PU cứng có thể sử dụng trong các điều kiện nhiệt độ khắc nghiệt từ -

1.2.8.Khả năng hấp thụ nước:

Mút polyurethane cứng có độ thấm khí thấp, ngoài ra trong các công trình xây dựng còn được kết hợp thêm với các vật liệu giúp ngăn sự xâm nhập của hơi ẩm như là màng phim (film) polyethylene hay màng phim nhôm, vừa có tác dụng bảo vệ bề mặt, vừa có chức năng trang trí

giảm đáng kể bằng các vật liệu phủ bề mặt, ví dụ bề mặt bằng tôn thép

Hiệu quả chống cháy tốt nhất có thể thực hiện được bằng cách sử dụng mút

PU cứng hay mút polyisocyanurate (PIR) có gia cường bằng sợi thủy tinh hay những kết cấu mạng lưới có tính chất nóng chảy ở nhiệt độ cao Mút PU cứng thường dùng có độ dày thấp hơn các vật liệu cách nhiệt khác, do đó nhiệt độ hay năng lượng cần cho sự cháy cũng thấp hơn so với vật liệu khác dày hơn

1.2.10.Tính nhẹ:

Tại tỷ trọng 30kg/m3, thể tích của polyurethane trong mút PU cứng là

khoảng 3% 97 phần trăm còn lại của khối mút là khí bị giữ trong các tế bào mút giúp cho nó có tính truyền nhiệt thấp

Tính nhẹ của mút là một khía cạnh quan trọng trong vấn đề vận chuyển, thao tác và lắp đặt dễ dàng

1.3.2 Dạng màng

Màng có thể làm từ polyurethane theo 3 cách chính sau:

Polyurethane phun xịt hai thành phần được sử dụng để sản xuất sơn và lớp phủ chống hóa chất Polyurethane có thể tan trong một vài dung môi để dễ dàng trong quá trình phun xịt Polyurethane ngày càng trở nên rất quan trọng trong lĩnh vực này của thị trường vì vận tốc kết mạng của chúng rất nhanh

Loại một thành phần trong hầu hết các trường hợp dựa vào sự kết mạng diễn

ra bởi phản ứng của hơi nước trong không khí với prepolyme để hình thành polyme rắn Khí cacbon dioxyt được tạo thành trong suốt phản ứng này và nó thoát ra ngoài không khí hoặc được giữ lại bằng các vật liệu độn trong hệ thống phản ứng Những loại này được dùng làm vật liệu chống thấm nước và sơn polyurethane một lớp phủ

Latex: Polyurethane đã kết mạng hoàn toàn được tạo thành trong latex, và

việc loại bỏ môi trường huyền phù tạo thành lớp film Loại này được dùng để tạo nên những chi tiết được phủ mỏng như các vật ngăn ẩm và các chất kết dính

Áp lực bảo vệ môi trường trong việc giảm thiểu hàm lượng hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VoC) đã dẫn đến sự quan tâm ngày càng lớn trong lĩnh vực này

1.3.3 Dạng đổ khuôn

Năm 1952, dạng polyurethane đổ khuôn lần đầu tiên được thương mại Năm

1956, loại polyether lần đầu tiên được giới thiệu bởi DuPont, sau đó là loại polyether rẻ hơn từ BASF and Dow trong những năm tiếp theo Trong những năm sau đó, những phát triển đã được thực hiện để kết mạng dạng này và các isocyanate đặc biệt để tối ưu các tính chất khác nhau Có vô số những ứng dụng khác nhau đối với loại polyurethane đổ khuôn, từ các bánh xe cao su của giày trượt đến các chi tiết quân sự

Bánh xe cao su polyurethane chịu mài mòn

1.3.4 Dạng nhiệt dẻo

Polyurethane nhiệt dẻo được thiết kết để có thể gia công bằng các máy gia công nhựa chuẩn, như là các máy ép đùn và các máy khuôn tiêm Polyurethan nhiệt dẻo được dùng trong những ứng dụng y sinh Chúng cũng có thể được sử dụng ở dạng vi xốp nên rõ ràng khối lượng riêng có thể giảm xuống Một vài ứng dụng bao gồm ống, tay cầm, các chi tiết xe hơi, đế và gót giày

1.3.5 Dạng bọt

Polyurethane dạng bọt được sử dụng trong máy bay ở Chiến tranh thế giới thứ hai Dạng bọt trở nên phổ biến khi khi các polyol loại polyether giá thấp có

polyurethane dạng bọt này Dạng bọt có mạng lưới cấu trúc lỗ xốp không gian 3 chiều Các lỗ xốp có thể mở hoặc đóng, tùy thuộc vào ứng dụng cụ thể Bọt polyurethane có thể được tạo thành theo các dạng riêng biệt sau:

Loại cứng: Loại bọt cứng được dùng cho cả cách nhiệt và cách âm Chúng

có thể được gia công bằng tay hoặc bằng máy hoặc, một cách khác, chúng có thể được phun xịt Chúng cũng có thể được sử dụng làm phao nổi Chúng được

sử dụng như vật liệu cách ly trên tường và trần nhà cũng như trong ván lướt sóng để tạo nên cấu trúc của ván Những ứng dụng của chúng rất khác nhau và chỉ được giới hạn bởi sự sáng tạo của người thiết kế

Loại mềm dẻo: Polyurethane dạng mềm dẻo có nhiều ứng dụng trong nhà

như nệm, gối và tấm lót thảm Dạng bọt này được gia công bình thường và cần một diện tích lớn cho sản phẩm đã hoàn thành vì khối lượng riêng của nó rất thấp

Loại phủ bên ngoài: Những loại polyurethane phủ bên ngoài được thiết kế

có lớp phủ bên ngoài không phải là bọt, mà có phần bên trong là bọt Điều này tạo nên một cảm giác chắc chắn rằng không có chất bẩn được giữ lại trong các

lỗ xốp Những ví dụ điển hình của loại này là bánh lái và bảng đồng hồ xe ô tô

1.3.6 Dạng cán được

Urethane cán được, có thể gia công trên máy gia công sao su chuẩn Chúng

có thể được kết mạng bằng peroxide hoặc lưu huỳnh Các dạng được kết mạng bằng lưu huỳnh phải thêm vào một vài hóa chất để làm cho quá trình kết mạng bằng lưu huỳnh diễn ra Những polyurethane này cũng có những tính chất như loại polyurethane đổ khuôn nhưng cần được gia công trên máy gia công cao su chuẩn

Ngoài ra nó còn được phân loại theo cách khác thành 3 nhóm chính là:

+ Polyurethane nhiệt dẻo

+ Polyurethane đổ khuôn

+ Polyurethane kết mạng

Polyurethane nhiệt dẻo: được gia công trên các máy nhựa thông thường và

khi được gia nhiệt trên 1200C tới 1500C, nó sẽ mềm và có thể gia công được Theo định nghĩa, quá trình này có thể lập đi lập lại nhiều lần

TPU được cung cấp là những mạch polymer có chiều dài thích hợp với những nhóm ở cuối mạch không cho phép kéo dài mạch nữa

Polyurethane đổ khuôn: được cung cấp là các prepolyme với các nhóm

isocyanate hoạt tính gắn ở cuối mạch

Những nhóm isocyanat này phản ứng với diamien hoặc diol

Một cách khác, chúng có thể được cung cấp như là quasiprepolyme,

prepolyme được tạo thành và sự kéo dài mạch được thực hiện cùng một lúc

Khi mạch bắt đầu dài hơn thì độ nhớt tăng, và tại một thời điểm nào dó nó trở thành dạng rắn

Đối với polyurethane đổ khuôn, mạch sẽ bị bẻ gẫy trong quá trình gia nhiệt trước khi nhứng liên kết hóa học vật lý bị phá vỡ

Vì vậy, vật liệu không thể tái sử dụng sau khi sự kéo dài mạch kết thúc

Đối với polyurethane kết mạng: ngang, những liên kết hóa học thực sự

được hình thành theo 3 chiều không gian

Sự khác biệt chinh là đối với polyurethane đổ khuôn, cấu trúc hóa học thực

sự gồm 2 vùng chính, vùng cứng và vùng mềm

Điều này không rõ rang trong polyurethane kết mạng

Một ví dụ điển hình là việc them TMP (trimetylol propane) vào

polyurethane để làm cho nó mềm hơn

Chất kết mạng này sẽ làm cho vật liệu mềm nhiều hơn vì nó bẻ gẫy các phần cứng tới một mức độ nhất định

Tuy nhiên, cũng làm cho vật liệu cải thiện tính chịu biến dạng nén

1.4 NHỮNG ỨNG DỤNG CỦA POLYURETHANES

Polyurethane là một dạng polymer có nhiều ứng dụng linh hoạt bởi những đặc tính nổi bật như đàn hồi, chống mài mòn, khả năng dãn dài cao, độ bền cơ học, tính linh hoạt trong khả năng điều tiết độ cứng mềm của sản phẩm, tính chống ăn mòn, chống hóa chất, thân thiện sinh học cao Do đó Polyurethane được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực từ cao cấp nhất như y học đến những lĩnh vực rất phổ thông

Ứng dụng

Lượng Polyurethane được ứng dụng (triệu pounds)

Tơ, sợi và trang phục

Cơ cấu các bộ phận máy

Dựa vào quá trình gia công, thay đổi phụ gia, xúc tác Người ta hoàn toàn

kiểm soát tốt khả năng cứng mềm, tỉ trọng của sản phẩm Polyurethane Nhìn vào bảng sau đây người ta thấy rằng tính chất sau gia công của sản phẩm Polyurethane là một dải liên tục khó mà phân tách rõ các dạng Polyurethane nào

là nhiệt dẻo, nào là foam cứng, foam mềm,… Tính chất cơ lý đa năng như vậy mang tới những ứng dụng cũng rất đa năng Đôi lúc hai hay ba dạng sản phẩm Polyurethane vẫn có thể ứng dụng cho một dạng sản phẩm hay một dạng Polyurethane cũng có thể ứng dụng cho nhiều dạng sản phẩm khác nhau

Điểm đáng lưu ý là hơn 3/4 tổng lượng tiêu thụ Polyurethane là những sản phẩm PU foam cả dưới dạng foam cứng và foam dẻo Điều này có thể là do quy trình gia công foam đơn giản hơn non-foam, thể tích sản phẩm tạo ra hoàn toàn

có thể kiểm soát dễ dàng, việc điền đầy khuôn rất tốt, hầu như là luôn có thể tạo

ra sản phẩm với hình dạng mong muốn

1.4.1 Ứng dụng trong quần áo vào trang bị thể thao

Polyurethane đóng góp vào cuộc sống thường nhật của chúng ta những ứng dụng rộng lớn thông qua trang phục và những ứng dụng của trang phục trong lĩnh vực thể thao được làm từ Polyurethane Một ví dụ điển hình chính là sợi spandex, đặc trưng bởi tính chất đàn hồi và thoải mái, được ứng dụng làm đồ lót cho phụ nữ, bít tất dài cũng như ngắn, trang phục thể thao (đồ bơi và đồ trượt tuyết) Trang phục khoác ngoài dựa trên cơ sở Polyurethane sở hữu khả năng chống trầy và ứng phó với thời tiết xấu một cách lạ thường, do vậy chúng được ứng dụng rộng rãi trong các trang bị thể thao khác nhau như là trượt tuyết và đua thuyền buồm Polyurethane xốp rắn có khối lượng nhẹ và khả năng chống trầy, những đặc tính khiến chúng đặc biệt thích hợp cho môn thể thao leo núi cao, làm lõi cho ván lướt sóng Hơn nữa, khả năng chống trầy và dẻo dai khiến Polyurethane được ứng dụng nhiều trong việc làm ra đế giày dép

1.4.2 Ứng dụng trong gia đình và các ứng dụng thường nhật khác

Lớp sơn và lớp phủ ngoài Polyurethane giúp bảo vệ sự hao mòn, trầy xước, cũng như làm đồ vật và các nhạc cụ như piano sáng bong thẩm mỹ Các dạng Polyurethane xốp dẻo cũng được sử dụng rộng rãi để sản xuất vật liệu ghế nệm

và giường ngủ Trong bếp, các

Polyurethane xốp cứng được dùng làm đế cách nhiệt tủ lạnh Tính tương thích sinh học của Polyurethane khiến chúng có giá trị và được tận dụng trong các thiết bị làm sạch nước,băng vệ sinh khô và tã lót vệ sinh Da thuộc nhân tạo Polyurethane, da tổng hợp và các vật liệu xốp được sử dụng rộng rãi để sản xuất túi xách, giày và nhiều sản phẩm khác nhờ cảm giác tin cậy và tính bền

1.4.3 Ứng dụng trong ngành điện tử

Polyurethane cũng đóng vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ sự phát triển liên tục của ngành điện Ứng dụng khác nhau trong phương tiện ghi âm, từ băng video, đĩa vi tính, thậm chí thẻ trả trước và vé tàu xe Do đặc tính cách điện của Polyurethane, chúng cũng được sử dụng rộng rãi trong sợi và dây cáp sợi quang học Độ bám dính của Polyurethane cũng tìm thấy những tấm dát mỏng mạch in

ở điện thoại cầm tay

1.4.4 Ứng dụng trong y tế

Polyurethane cũng đóng một vai trò đáng kể trong việc hỗ trợ tiến bộ trong lĩnh vực y học Một đặc tính quan trọng của Polyurethane đàn hồi là có cấu trúc phân tử tương tự với cấu trúc protein của con người, điều này khiến chúng trở thành ứng viên sáng giá trong các ứng dụng y như khả năng bắt chước sinh học

Ví dụ, Polyurethane đàn hồi đang được sử dụng làm chất bịt kín những bó sợi rỗng trong các ống trụ thẩm tách nhân tạo

1.4.5 Ứng dụng trong phương tiện vận chuyển

Polyurethane được ứng dụng cực kỳ rộng rãi trong hình thái vật lý khác nhau trong lĩnh vực ô tô, như tấm cách âm, cách nhiệt, nệm ghế êm ái, sàn giảm

độ rung, tiếng ồn, chất bịt kín, bảng đựng dụng cụ, khung cửa, tấm chắn bùn, tấm lót đầu ở ghế xe, vật giảm sóc, roan, lốp xe với tuổi thọ dài, chất phủ bề mặt Một ứng dụng nổi tiếng gần đây là xích bánh xe dẻo, bền và chống chầy xước, nhưng không làm tổn thương bề mặt đường như xích bằng kim loại Do đặc tính bền và chịu mọi thời tiết, lớp phủ dựa trên cơ sở Polyurethane cũng có dùng trong ứng dụng xe motor, tàu và toa xe hàng

1.4.6 Ứng dụng trong xây dựng và công trình dân dụng

Polyurethane được sử dụng rộng rãi trong ngành xây dựng Trong lĩnh vực nhà cửa, Polyurethane foam xốp cứng là chất cách nhiệt tốt nhất để làm tường, trần và sàn nhà, giảm nhu cầu dùng máy điều hòa, giúp tiết kiệm năng lượng

Do khả năng thích ứng với mọi thời tiết, lớp phủ làm bằng Polyurethane được dùng để phủ bề mặt tường bên ngoài Ngoài ra, lợi dụng khả năng chống ẩm, chống hóa chất, và đặc tính dẻo tốt, Polyurethane cũng được dùng trong vật liệu làm sàn trong các bệnh viện, phòng thể dục, lớp phủ bề mặt cầu đường để tránh

gỉ, vật giảm xóc giữa đường ray xe lửa và tà vẹt, chất bịt kín và tác nhân chống thấm nước cho mái nhà cao tầng cũng như chất keo kết dính trong những ngôi nhà gỗ được làm sẵn Polyurethane cũng được ứng dụng làm sàn thể thao trong mọi thời tiết

1.4.7 Những ứng dụng công nghiệp khác

Polyurethane nhiệt dẻo được sử dụng trong nhiều dạng con lăn khác nhau

trong máy in và máy photocopy cũng như con lăn trong các dây chuyền sản xuất các tấm kim loại, các tấm thép và giấy Polyurethane nhiệt dẻo cũng được dùng làm vật liệu cách ly trong các thùng chứa và bình đựng LNG

Thêm vào đó các phụ gia như xúc tác, chất hoạt động bề mặt, chất tạo xốp, chất nối dài mạch, chất chống cháy và hạt độn cũng được sử dụng đểkiểm soát

và hiệu chỉnh quá trình phản ứng, tạo nên đặc tính riêng cho sản phẩm

polyurethane.Hệ xúc tác trong quá trình tổng hợp isocyanat với các hợp chất polyol là amin bậc ba và các hợp chất cơ kim như Sb, Pb, Fe Xúc tác amin phổ biến nhất là 1,4-diazabicyclo-[2,2,2]-octane (DABCO) và xúc tác kim loại được dùng nhiều nhất là dibutyltindilaurate (DBTDL), dibutyltindioctanate

Xúc tác amin

Amin bậc 3 đã được sử dụng từ lâu làm xúc tác cho sản xuất polyurethane Chúng đóng vai trò cân bằng và điểu khiển phản ứng gel hóa và phản ứng thổi (tạo bọt lớn) do đó quá trình tạo mút được điều chỉnh thích hợp Nồng độ xúc tác amin có thể được lựa chọn để phù hợp cho quá trình nở, thời gian phản ứng

và ngay cả cho lớp da bên ngoài của mút Lượng xúc tác amin có thể điều chỉnh

để cải thiện khả năng tạo khí và để giảm thiểu biến thiên tỷ trọng

tính của chúng tất nhiên là không giống nhau Một số có thể xúc tác cho phản ứng nở, số khác cho phản ứng gel hóa

Xúc tác thiếc (Tin)

Các dẫn xuất hữu cơ của thiếc (Tin) được biết có tính xúc tác mạnh đối với phản ứng gel hóa (phản ứng làm khối polyurethane quánh lại) Khi sử dụng kết hợp với xúc tác amin, phản ứng thổi và phản ứng gel hóa có thể cân bằng nhanh chóng hơn Stannous Octoate là xúc tác thiếc thông dụng nhất hay dùng trong sản xuất mút khối mềm

Mức xúc tác Stannous Octoate thấp, mút sẽ nứt do gel hóa không đủ và phản ứng thổi tương đối dư Tăng nồng độ xúc tác stannous octoate vừa phải sẽ cho mút tế bào mở và bớt căng Tăng xúc tác nhiều thêm nữa sẽ giảm độ đàn hồi và tạo mút khít hơn Tăng nhiều lược xúc tác thiếc, làm cho quá trình gel hóa quá nhanh làm cho các khoang tế bào mút khó vỡ ra được

Chất tạo liên kết ngang và chất tăng mạch

Đây là những chất có hoạt tính hóa học có thể sử dụng phối hợp trong sản xuất polymer nhờ phản ứng hóa học Để sản xuất mút chịu tải trọng cao cần phải cải thiện lượng liên kết ngang trong polymer Tuy nhiên, vì những chất này thường rất hoạt động, việc chọn lọc và nồng độ của chất tạo liên kết ngang, cũng như bản chất của polyol tương ứng là có giới hạn nên phải cân nhắc theo công thức phù hợp

có tính cơ học cao hơn

Hợp chất isocyanat khác biệt với cyanat (R–O–C≡N) và hợp chất Isocyanit (R-N≡C)

2.1.Tính chất hóa học

Phản ứng với nucleophil: Isocyanat là một electrophil nên có khả năng phản ứng với các hợp chất như rượu, amin và cả nước Khi isocyanat phản ứng với rượu đơn chức sẽ xảy ra phản ứng tạo urethan theo phản ứng:

ROH + R'NCO → ROC(O)N(H)R' Khi isocyanat phản ứng với rượu đa chức sẽ xảy ra phản ứng đồng trùng hợp tạo sản phẩm polyurethane Ngoài ra isocyanat còn có thể phản ứng với amin để tạo ure với nhiều ứng dụng thực tế:

R2NH + R'NCO → R2NC(O)N(H)R' Tương tự như với rượu, khi phản ứng với hợp chất chứa nhiều nhóm amin, sản phẩm tạo thành là polyure

Phản ứng đóng vòng: Các phân tử isocyanat tham gia phản ứng tam hợp để tạo thành các hợp dị vòng có cấu trúc tương tự axít xyanuric

Phản ứng sắp xếp lại: isocyanat là hợp chất trung gian trong quá trình tổng hợp các amin bằng phương pháp thủy phân

2.2.Sản xuất isocyanat

Các phương pháp sản xuất isocyanat được áp dụng trong công nghiệp là: Isocyanat được sản xuất dựa trên phản ứng hóa học giữa amin và phosgen:

RNH2 + COCl2 → RNCO + 2HCl Với những hợp chất di-isocyanat đi từ các hợp chất diamin Sản phẩm HCl thu từ phản ứng trên là nguồn chính để sản xuất công nghiệp

Sản lượng di-isocyanat trên toàn thế giới năm 2000 là 4,4 triệu tấn Với 61,3% là metylen diphenyl di-isocyanat (MDI), 34,1% là toluen di-isocyanat (TDI) là 2 hợp chất chính trong quá trình tổng hợp polyuretan Các sản phẩm isocyanat khác bao gồm 3,4% là hexametylen di-isocyanat (HDI) và isophoron di-isocyanat (IPDI)

Các hợp chất isocyanat có 1 nhóm chức quan trọng nhất trong công nghiệp

là metyl isocyanat (MIC), có ứng dụng trong sản xuất thuốc trừ sâu, thuốc bảo

vệ thực vật

2.3.Tính độc hại

Các hợp chất isocyanat đều là những chất độc hại, gây nguy hiểm đến sức khỏe và môi trường

MDI là ít nguy hiểm nhất trong các isocyanat nhưng không phải là lành tính

Áp suất hơi rất thấp của nó làm giảm nguy cơ trong quá trình xử lý so với

isocyanat lớn khác (TDI, HDI) Tuy nhiên, nó, giống như isocyanat khác, là một chất gây dị ứng và mẫn cảm Người mẫn cảm với isocyanat có thể có những phản ứng nguy hiểm khi tiếp xúc với lượng nhỏ như suy hô hấp Xử lý MDI yêu cầu kiểm soát kỹ thuật nghiêm ngặt và thiết bị bảo vệ cá nhân

Methyl isocyanate (MIC) là cực kỳ độc hại MIC là độc hại khi hít phải, tiêu hóa và tiếp xúc với lượng thấp 0,4 ppm Triệu chứng phơi nhiễm bao gồm

ho, đau ngực, khó thở, hen suyễn, kích ứng mắt, mũi và họng, cũng như tổn thương da Khi tiếp xúc cao hơn 21 phần triệu, có thể dẫn đến phù phổi hoặc phổi và xuất huyết, viêm phổi phế quản và tử vong

Tác dụng độc hại của các hợp chất đã được rõ ràng trong thảm họa Bhopal, khi khoảng 42000 kg methyl isocyanate và các khí khác đã được phát hành từ

bể chứa dưới lòng đất của nhà máy Union Carbide India Limited (UCIL), trên một khu vực đông dân cư trên 03 Tháng 12 1984, ngay lập tức giết chết hàng ngàn người và dẫn đến cái chết của hàng chục ngàn người trong vài tuần tiếp theo

Tất cả các isocyanate sử dụng trong công nghiệp polyurethane chứa ít nhất hai nhóm isocyanate Isocyanate sử dụng phổ biến nhất là toluene diisocyanate (TDI) và diphenylmethane – 4,4’- diisocyanate (MDI)

2.4.Tổng hợp Toluene Diisocyanate (TDI)

Toluene diisocyanate (hay tolylene diisocyanate) có một số đồng phân, hai đồng phân quan trọng nhất là đồng phân 2,4 –diisocyanat và đồng phân 2,6 - diisocyanat

Toluene diisocyanate thương mại thường dùng là TDI 80/20 hay T – 80 trong đó có chứa 80% đồng phân 2,4 – và 20% đồng phân 2,6 - Ngoài ra còn

có TDI 65/35 hay T – 65 là hỗn hợp của 65% đồng phân 2,4 – và 35% đồng phân 2,6 -

Thứ tự hoạt tính hóa học của các nhóm isocyanate như sau:

4 – NCO > 2- và 6 – NCO > 2 – NCO (đồng phân 2,4 -) (đồng phân 2,6 -) (đồng phân 2,4 -) Tốc độ phản ứng tương ứng là 8 : 3 : 1 ở 38oC Do đó nhóm 4 – NCO ưu tiên phản ứng hơn

Trong phản ứng với polyol, đồng phân 2,6 – cản trở về mặt không gian hơn

sẽ cho mút cứng hơn đồng phân 2,4 - Vì lý do đó, TDI 65/35 chứa nhiều đồng phân 2,6 – hơn so với trong TDI 80/20, được sử dụng cho mút đặc biệt như là mút có tính chất chịu tải trọng cao

TDI 80/20 sử dụng phổ biến nhất trong công nghiệp do sản xuất giá thành rẻ nhất Nó được ứng dụng chủ yếu trong sản xuất mút mềm TDI thô cũng được

sử dụng trong sản xuất mút cứng

Công nghệ tổng hợp TDI được thực hiện trong quy mô công nghiệp bởi nhiều hang:BASF,Bayer,Dow,Mitsui, ,Nippon polyurethane,Mobay…theo 3 giai đoạn:

- Nitrohóa toluene thành dinitrotoluen

- Khử dinitrotoluen thành tolylen diamin

- Phosgen hóa tolylen diamin thành TDI

2.4.1.Nitrohóa toluene thành dinitro toluene

Sử dụng tác nhân là hỗn hợp 2 axít HNO3 và H2SO4

Xảy ra theo 2 giai đoạn:

- Giai đoạn 1:hỗn hợp 2 axit phản ứng với toluene tạo 3 mono toluene theo

tỉ lệ :59%o-,4%m-,37%p-

- Giai đoạn 2:vẫn sử dụng tác nhân là hỗn hợp axit chuyển hóa mono

toluene thành dinitro toluene(DNT)bằng cách kiểm soát nồng độ axit để ngăn chặn sử hình thành trinitro toluene

2.4.2.Khử dinitro toluene thành tolylene diamin

Qúa trình khử bằng H2,trong môi trường phản ứng là methanol.Diamin có

độ chọn lọc đến 99% mol

2.4.3.Phosgen hóa tolylene diamin thành TDI

Phosgene (cacbonyl dichloride) COCl2 được sản xuất bằng phản ứng của Clo dư với CO trong sự có mặt than hoạt tính,nhiệt độ 500C

Toluene diamin phản ứng với phosgene theo 2 giai đoạn:

- Giai đoạn 1: xảy ra nhanh,ở điều kiện nhiệt độ thấp 0-300C và tạo tolylene dicarbamyl dichloride

- Giai đoạn 2: chậm hơn,tiến hành ở 1700C ,với thời gian lưu khoảng 2-3h

Dưới những điều kiện trên,sự biến đổi từ tolylene diamin thành TDI đạt 80% và 20% còn lại là cặn,bằng quá trình thủy phân ta có thể thu được diamin ban đầu,có thể tuần hoàn lại quá trình hoặc thương mại hóa

Thuyết minh lưu trình công nghệ:

Nguyên liệu :

- tolylen diamin đưa vào thiết bị khuấy trộn cùng dòng dung môi

o-diclobenzen tuần hoàn ,sử dụng hơi nước để gia nhiệt

- hỗn hợp khí CO và Cl2 đưa vào thiết bị phosgene hóa- là thiết bị phản ứng

ống chùm,Cl2 dư và có mặt than hoạt tính ,nhiệt độ phản ứng duy trì khoảng

500C bằng dòng nước mát để tổng hợp phosgen Dòng sản phẩm ra khỏi thiết bị

phosgene hóa đưa tới tháp hấp thụ khí bằng dung môi o-diclobenzen.Dung môi

này sẽ hấp thụ phosgene và đưa vào thiết bị khuấy trộn đảm bảo phosgene đạt 30% khối lượng dung dịch trong dung môi

Các chất phản ứng gồm phosgen và tolylen đã hòa tan trong dung môi được đưa qua 1 van trộn để đảm bảo lượng phosgene dư 50%.Sau đó đưa hỗn hợp vào thiết bị phản ứng phosgene hóa:2 thiết bị phản ứng đặt theo chiều dọc,vỏ bọc an toàn với hơi nước nóng và được trang bị các đĩa trên các vách ngăn để thuận lợi cho sự tiếp xúc của các chất phản ứng.Sản phẩm phản ứng thu ở đỉnh được đưa qua thiết bị tách dung môi,sản phẩm ở đỉnh gồm dung môi bay hơi và khí chưa phản ứng.Dòng tolylen thô thu ở đáy đưa qua thiết bị xử lý bằng N2 để giảm hàm lượng phosgene xuống 0,04% khối lượng.Phần khí ra ở đỉnh thiết bị Stripping tuần hoàn lại thiết bị nhả hấp thụ(thu hồi dung môi) Khí không ngưng sau khi tách dung môi đưa qua kết hợp với dòng sản phẩn từ đỉnh thiết bị

phosgene hóa vào thiết bị hấp thụ phosgen.dung môi ngưng tụ được tuần hoàn trở lại hòa tan nguyên liệu và 1 phần đưa qua thiết bị hấp thụ phosgen.tại thiết bị hấp thụ phosgene khí và dung môi tiếp xúc ngược,dung môi o-diclobenzen sẽ hấp thụ chủ yếu là phosgene,dung dịch hấp thụ ở đáy tuần hoàn trở lại làm nguyên liệu.Phần khí ra khỏi thiết bị hấp thụ này chứa 90%

hydrochloride,phosgene và khí trơ đưa qua thiết bị hấp thụ bằng nước thu hồi được sản phẩm có chứa 32% khối lượng axit HCl.Phần khí còn lại được phân hủy bằng dòng nước ngược tạo CO2 và HCl

Dòng tolylen diisocyanat thô tiếp tục đưa qua thiết bị xả nhanh để loại bỏ các phần cặn.Dòng thu được ở đỉnh thiết bị xả nhanh đưa qua thiết bị chưng thu hồi dung môi ở đỉnh,dung môi có thể tuần hoàn trở lại.Sản phẩm ở đáy đưa qua tháp chưng thu hồi isocyanate:sản phẩm đỉnh tuần hoàn lại tháp chưng thu hồi dung môi,sản phẩm đáy đưa qua tháp tinh chế isocyanate ta sẽ chưng và thu được TDI tinh khiết ở đỉnh,dòng sản phẩm nặng ở đáy đưa tuần hoàn lại thiết bị

xả nhanh

Ngoài ra có thể tổng hợp TDI bằng phương pháp cacbonyl hóa trực tiếp dinitro toluene.Tuy nhiên xét về lợi ích kinh tế thì nó không hiệu quả bằng phương pháp phosgene hóa nên không ưu tiên phát triển

2.5.Tổng hợp Diphenylmethane – 4,4’-diisocyanate (MDI)

Thông thường được gọi là methylene diphenyl diisocyanate (hay MDI), trong thương mại nó thường ở dạng thô MDI tinh khiết có màu vàng nhạt, MDI thô thường có màu vàng đến nâu chứa chủ yếu 55% diphenylmethane

diisocyanate (4,4’ – và đồng phân 2,4’ - ), 25% triisocyanate và 20% các

polyisocyanate cao hơn được gọi là polymethylene polyphenyl isocyanate

(PMPPI)

Cả dạng MDI thô lẫn tinh khiết có áp suất bay hơi thấp hơn TDI và ít độc hơn

Hỗn hợp của MDI thô và TDI 80/20 hay 65/35 được sử dụng để sản xuất mút mềm đàn hồi, cả dạng khối lẫn dạng đổ khuôn Mút cứng và mút bán cứng

sử dụng chủ yếu là MDI thô MDI tinh khiết thường đắt và ít khi được sử dụng Trong thương mại,TDI và MDI không có ở dạng 100% monomer.Nó

thường có kèm theo dimer,trimer và hàm lượng di-trimer này phụ thuộc thời gian lưu trữ

Do tính chất độc hại, các chất này, nhất là HDI, ngày nay thường không được dùng đơn nhất mà phải phối hợp với các oliogmer mạch thẳng khác chứa isocyante ít độc hại hơn

Công nghiệp sản xuất MDI rộng rãi,đặc biết như các hang

BASF,Bayer,ICI,Mobay,Olin,Mitsui…theo 2 quá trình phản ứng

2.5.1.Phản ứng ngưng tụ của formandehyt với anilin thành metylen

diphenyldiamin

Xúc tác axit,chủ yếu xảy ra với đồng phân 4,4’-,ít xảy ra với đồng phân 2,4’-.Sự

có mặt của đồng phân 2,4’- tạo thuận lợi do sự tăng áp suất và dư anilin,tuy nhiên nếu thiếu anilin thuận lợi cho phản ứng của formandehit với diamin

2.5.2.Phosgen hóa poliamin thành MDI

Thuyết minh lưu trình công nghệ:

CO và Cl2 đưa vào thiết bị tổng hợp phosgene,nhiệt độ 500C,sản phẩm ra ở

đỉnh kết hợp với dòng phosgene tuần hoàn đưa vào thiết bị hấp thụ phosgene

Dòng dung môi monoclobenzen mới cùng mới dòng dung môi tuần hoàn sẽ

chia thành 2 dòng:

- Cùng với dòng polyamine đưa vào thiết bị hòa tan polyamine,quá trình

khuấy trộn để polyamine đạt nồng độ 18% khối lượng,và giữ ở 700C

- Đưa vào tháp hấp thụ phosgene,nồng độ phosgene được hấp thụ đạt 20%

khối lượng.Phần khí dư ở đỉnh đưa qua thiêt bị hấp thụ bằng nước thu được sản

phẩm có chứa axit HCl 32% khối lượng

Hai dung dịch được trộn với nhau theo tỉ lệ phosgene dư 200% và tỉ lệ mol dung môi/amin là 17/1-20/1,sau đó đưa đến hệ thống 3 thiết bị phản ứng

phosgene hóa.Tại đây nhiệt độ tăng dần từ 50-120 0C và đạt 1400C ở đầu

ra.Phosgen dư và HCl hình thành cùng với 80% monoclobenzen được lấy ra ở đỉnh thiết bị phosgene hóa và tuần hoàn trở lại.Dòng sản phẩm lỏng từ thiết bị phản ứng cuối đưa qua thiết bị xử lý N2:phosgene và axit HCl được loại bỏ.Tiếp tục đưa qua thiết bị chưng thu hồi phosgene:khí không ngưng đưa qua thiết bị hấp thụ bằng nước,phosgene tuần hoàn trở lại ban đầu,sản phẩm lỏng ở đáy tháp chưng thu phosgene đưa qua thiết bị bay hơi.Tại đây ta loại bỏ phần còn lại của phosgene và monoclobenzen thu trên đỉnh và đưa qua thiết bị chưng tách

monoclobenzen và phosgene.Phosgen thu được tuần hoàn trở lại,còn

monoclobenzen thu ở giữa tháp chưng chia 1 phần tuần hoàn lại tháp chưng và

1 phần cho qua tháp tinh chế monoclobenzen bằng stripping và sản phẩm

monoclobenzen được tuần hoàn lại làm dung môi

Dòng sản phẩm đáy của thiết bị bay hơi được đưa qua thiết bị phân tách bổ sung bằng xả nhanh,sản phẩm nhẹ ở đỉnh tuần hoàn lại thiết bị bay hơi,sản phẩm ở đáy đưa qua thiết bị chưng thu MDI và polymer MDI.Ta thu MDI ở đỉnh tháp chưng và polymer MDI ở đáy tháp chưng

CHƯƠNG 3: TỔNG HỢP POLYOL

Polyol là hợp chất hữu cơ có chứa từ 2 nhóm hydroxyl (-OH) trở nên

Polyol có vai trò quan trọng trong công nghiệp hóa chất và công nghiệp thực phẩm Polyol chứa H linh động mạch thẳng có trọng lượng phân tử từ 400 đến

7000 Trọng lượng phân tử chung của polyol ảnh hưởng tới độ đàn hồi và độ cứng của sản phẩm cuối cùng Có hai nhóm chính của polyol được sử dụng trong công nghiệp sản xuất polyurethane là polyethers và polyeste, trong đó polyether polyol ngày nay chiếm hơn 90% lượng polyol sử dụng

Tính chất vật lý và hóa học của polyol phụ thuộc phần lớn vào các yếu tố:

1 Loại alkene oxide sử dụng

2 Thứ tự cộng hợp alkene oxide sử dụng (nếu sử dụng nhiều alkene oxide)

3 Nhóm chức của chất khởi đầu

Chất khởi đầu chứa các nguyên tử hydrogen (H) hoạt động Số nguyên tử hydrogen hoạt động của chất khởi đầu là số chức hoạt động của nó

Các oxit hữu cơ để sản xuất polyether polyol là các epoxide có chứa vòng ether Các ôxít hữu cơ sử dụng để sản xuất polyether polyol thường là các alkene oxide như là:

Các diol đi từ polyether tạo nên một phần diol rất quan trọng được dùng để sản xuất polyurethane Quy trình tạo thành thông thường là bằng quá trình trùng hợp của các monome expoxide tương ứng Phản ứng cộng giữa alkene oxide với chất khởi đầu xảy ra trong điều kiện có mặt của xúc tác, thường là một base mạnh (ba zơ mạnh) Nếu chất khởi đầu sử dụng có hai chức, thí dụ, ethylene glycol hay propylene glycol, khi đó sản phẩm (hỗn hợp sản phẩm) sẽ chứa hai chức polyol hay diol

Nếu chất khởi đầu chứa ba chức như là glycerine, khi cộng với alkene oxide tạo ra chuỗi tuyến tính theo ba hướng Sản phẩm phản ứng sẽ là dạng triol (chứa

ba nhóm OH)

Các glycol loại polyether tạo ra các polyurethane không bền và dai như các polyurethane tạo từ các glycol loại polyester, nhưng chúng có tính ổn định thủy phân tốt hơn Polyol chuẩn của nhóm này là polytetramethylene glycol

(PTMEG), nó tạo nên các hợp chất polyurethane có những tính chất cơ học và vật lý nổi bật so với hợp chất polyurethane được tạo thành từ polypropylene glycol (PPG) PTMEG tạo ra polyurethane có những tính chất cơ học rất tốt và giảm sự mài mòn xuống rất thấp Các prepolyme dựa trên polypropylene ether glycol (PPG) có những tính chất mài mòn và cơ học rất tốt nhưng không bằng vật liệu tạo thành từ PTMEG Những cải tiến tính năng của vật liệu PPG đã được thực hiện bằng cách giới hạn các chuỗi propylene glycol bằng ethylene oxide PPG biến tính có tính năng tốt hơn và dễ gia công hơn Các polyether mới hơn đã được giới thiệu trên thị trường Do chúng dựa trên polypropylene glycol nên có những tính chất tốt hơn, đặc biệt là các loại có khối lượng phân tử lớn Loại polyether Acclaim được tạo thành bằng cách dùng xúc tác alkoxyl hóa

sẽ tạo nên một vật liệu có hàm lượng diol cao hơn nhiều Trong khi đó, các PPG

có khối lượng phân tử lớn được tạo thành bằng cách dùng xúc tác KOH thì có nhiều mạch chỉ chứa một nhóm hydroxyl thay vì là hai nhóm Điều này sẽ giới hạn rất nhiều sự kéo dài mạch sau này Hàm lượng nhóm hydoxyl trong các diol

có khối lượng phân tử khoảng 2000 giảm từ 6% xuống 1% mole khi dùng quy trình sản xuất mới này, trong khi đối với diol có khối lượng phân tử 4000, hàm lượng nhóm hydoxyl giảm từ 33% xuống 2% mole

Polyol cho mút khối mềm

Polyol cho mút khối mềm chủ yếu là các triol (ba nhóm chức) có khối lượng đương lượng nằm trong khoảng 500 đến 2500 Cũng có thể sử dụng hỗn hợp của triol và diol nhưng với điều kiện lượng nhóm chức trung bình không bé hơn 2,5 Các polyol cơ bản là poly (oxypropylen) triol với các khối oxyethylene (-CH2-CH2-O-) chiếm khoảng 5 đến 20% khối lượng

Polyol cho mút khối đàn hồi cao hoặc mút đổ khuôn

Là những polyol đầu bịt E.O có phân tử lượng đương lượng khoảng từ 1500

đến 2100

Polyol cho mút cứng

Polyol cho mút cứng thường có số nhóm chức cao ( > 3) và có phân tử

lượng đương lượng nhỏ hơn 200 Cần sử dụng polyol có số nhóm chức cao vì

mút cứng cần lượng liên kết ngang lớn hơn

Sản xuất polyether-polyol

Thiết bị phản ứng có lớp vỏ kép, vận chuyển hơi nước để làm nóng trước

glycerin và xúc tác tới nhiệt độ 120-140°C , propylen oxide được đưa vào với

tốc độ kiểm soát, duy trì ở áp suất 350 kPa và được điều chỉnh theo tiến trình

phản ứng Nhiệt sinh ra trong quá trình phản ứng được loại bỏ bằng cách lưu

thông nước trong lớp vỏ kép Việc bổ sung epoxide kéo dài khoảng 12h, các phản ứng được tiến hành tiếp tục trong khoảng 1h nữa

Lỏng thu được từ lò phản ứng hoạt động trong môi trường trơ và lưu giữ dưới áp suất chân không cao (6-7 kPa) Ở 100°C, áp suất riêng phần thấp hơn 1kPa có lợi cho việc loại bỏ các hợp chất nhẹ Một số chất dùng để làm sạch polyol cũng được bổ sung: than hoạt tính để tẩy trắng, đất sét axit để trung hòa xút, phụ gia cho quá trình lọc tiếp theo Sản phẩm được lưu trữ trong tank, môi trường khí trơ ở khoảng 75°C Thiết bị sử dụng là thép không gỉ