Полиэфирполиолы, полиэфирполиолы и биополиолы – три распространённых типа полиолов, используемых в полиуретановой промышленности. Они существенно различаются по исходному сырью, процессам синтеза, эксплуатационным характеристикам и областям применения.

1. Полиэфирполиолы
Полиэфирполиолы – одни из важнейших полиолов в полиуретановой промышленности. Их получают путём полимеризации с раскрытием цикла эпоксидных соединений (таких как оксид этилена и оксид пропилена) с использованием инициаторов, содержащих активный водород (таких как глицерин, сахароза и этиленгликоль). Их основные цепи состоят преимущественно из простых эфирных связей (-O-), а боковые цепи содержат гидроксильные группы (-OH), которые реагируют с изоцианатами с образованием полиуретановых материалов.

Характеристики и преимущества:
• Гибкость: простые эфирные связи придают молекулярной цепи высокую гибкость, что обеспечивает превосходные низкотемпературные характеристики (Tg до -60 °C).
• Стойкость к гидролизу: отсутствие сложноэфирных групп делает их устойчивыми к разложению в воде и подходящими для использования во влажной среде.
• Низкая вязкость: они легко перерабатываются и подходят для процессов нанесения покрытий с высоким наполнением или распылением.
• Высокая регулируемость: свойства можно регулировать, варьируя соотношение полиолефинов (ПО) и этиленоксидных (ЭО) групп и технологию герметизации концов.

Основные области применения
• Эластичный пенополиуретан: составляет более 60% мирового потребления полиэфиров и используется в производстве мебели, матрасов и автомобильных сидений.
• Жёсткий пенополиуретан: используется в строительной изоляции и в холодильной цепочке (холодильники и холодильные камеры).
• Применение: покрытия, клеи, герметики и эластомеры, такие как подошвы обуви, шины и пластиковые беговые дорожки.
• Специальные материалы: огнестойкая пена, медицинский полиуретан и полиуретановые дисперсии на водной основе (ПУД).

2. Полиэфирполиолы

Полиэфирполиолы – это полиолы, содержащие сложноэфирные группы (-COO-), получаемые в результате реакции поликонденсации поликарбоновых кислот (таких как адипиновая кислота и фталевый ангидрид) и полиолов (таких как этиленгликоль и бутандиол). Их высокополярные молекулярные цепи придают полиуретановым материалам отличную механическую прочность, термостойкость и износостойкость, однако они также обладают низкой стойкостью к гидролизу.

Эксплуатационные характеристики и преимущества:
• Высокая прочность и износостойкость: сложноэфирная группа обладает высокой полярностью и сильными межмолекулярными связями, что обеспечивает превосходные механические свойства по сравнению с простыми полиэфирами.
• Высокая термостойкость: отличная термостойкость (температура разложения >200°C), подходит для применения при высоких температурах.
• Высокая адгезия: отличная адгезия к наполнителям, металлам и другим материалам, что делает их пригодными для использования в покрытиях и клеях.

Основные области применения
• Полиуретановые эластомеры: подошвы обуви, шины и промышленные ролики (высокие требования к износостойкости).
• Микропористые эластомеры (компоненты автомобильных амортизаторов).
• Покрытия и клеи: высокоэффективные покрытия для древесины и антикоррозионные покрытия для металла.
• Композитные пленочные клеи (упаковка пищевых продуктов).
• Жесткие пены: теплоизоляционные плиты для зданий и изоляция труб (используется в смесях с полиэфиром).
• Биомедицинские материалы: поликапролактон (ПКЛ) используется в рассасывающихся шовных материалах и средствах доставки лекарств с замедленным высвобождением.

3. Биополиолы
Биополиолы — это органические соединения, содержащие несколько гидроксильных (-ОН) групп, синтезированные химическим или биокаталитическим путем из возобновляемых ресурсов биомассы (таких как растительные масла, сахара и лигнин). Являясь экологичной альтернативой традиционным полиолам на основе нефти, они широко используются в полиуретанах, покрытиях, эластомерах и других областях. Сочетая экологичность с высокими эксплуатационными характеристиками, они представляют собой ключевое направление в разработке устойчивых материалов.

Преимущества:

• Экологичность: Снижение зависимости от нефти позволяет сократить углеродный след более чем на 30%.

• Функциональная гибкость: Благодаря разработке сырья и процессам они могут обеспечивать как высокую эластичность (например, материалы для мячей для гольфа), так и высокую твердость (например, строительная изоляция).

• Отличные эксплуатационные характеристики: Некоторые продукты обладают превосходной стойкостью к гидролизу и ультрафиолетовому излучению по сравнению с традиционными полиолами на основе нефти.

Основные области применения:

Производство полиуретана:
• Гибкие пены: мебель и матрасы (например, полиол на основе соевого масла).
• Жесткие пены: строительная изоляция и логистика в холодильной цепи (полиол на основе лигнина).
• Эластомеры: подошвы обуви и автомобильные детали. • Резиновые гусеницы (улучшение физических свойств и устойчивости к старению).
• Покрытия и клеи: • Покрытия на водной основе.
• Клеи для упаковки пищевых продуктов, клеи для газонов и готовые рулонные клеи.
• Другие отрасли: • Биооснова нейлона и волокон, таких как политриметилентерефталат (ПТТ). • Новая энергетика и электроника: упаковочные материалы для аккумуляторов и изоляционные покрытия.