PPG-baserede polyetherpolyoler fremstilles ved at reagere propylenoxid og/eller ethylenoxid i nærvær af en katalysator med en initiator, som kan være en diol, vand, glycerin, TMP, saccharose eller sorbitol. Katalysatorer er ofte en stærk base som kaliumhydroxid eller dobbeltmetalcyanid (DMC) komplekser fremstillet ved at reagere ZnCl2 og K3[Co(CN)6]2 i nærværelse af kompleksdannere eller multimetalcyanidkatalysator (MMC) fremstillet ved reagerende ZnCl2, K3[Co(CN)6]2 og K4Fe(CN)6) i nærvær af kompleksdannere Ved fremstilling af PPG-polyoler med høj molekylvægt specificeres de DMC-katalyserede produkter, da de resulterer i meget lavere indhold af umættede kædeender (dvs. mono-oler). Den umættede slutfunktionalitet med KOH-katalyserede PPG-polyoler skyldes den basekatalyserede isomerisering af propylenoxid til allylalkohol.
PTMEG fremstilles af tetrahydrofuran (THF) gennem ringåbningspolymerisationer ved hjælp af vand som protondonor og terminator og heteropolysyrer som katalysator. Stærke syrer katalysatorer som fluorsulfonsyre og polymer sulfonsyre katalysatorer bruges også med vand som kædeterminator.
Hvad adskiller de PPG-baserede polyetherpolyoler fra PTMEG-polyetherpolyoler?
De to hovedfamilier af polyetherpolyoler er polypropylenglycoler (PPG) og polytetramethylenetherglycoler (PTMEG).
PTMEG er den førende polyol, der bruges i højtydende polyurethan-elastomerer. PTMEG-baserede polyurethaner udviser overlegen modstandsdygtighed over for hydrolytisk spaltning, god mekanisk fastholdelse ved lave temperaturer, høj elasticitet, gode forarbejdningsegenskaber og fremragende mekaniske og dynamiske egenskaber. Belastningsinduceret krystallisation af PTMEG-bløde segmenter, nøjagtig bifunktionalitet og lave syreværdier er alle medvirkende faktorer til de gode mekaniske egenskaber af de tilhørende polyurethan-elastomerer.
PPG-polyoler har også fremragende hydrolysebestandighed og lavtemperaturegenskaber. Men sammenlignet med PTMEG-polyoler har PPG-polyolerne lavere mekaniske egenskaber og er mere tilbøjelige til termooxidativ nedbrydning. De er lavere i pris, en nøglefaktor i omkostningsdrevne polyurethanskumapplikationer.
Hvordan forklares disse forskelle mellem de to primære klasser på polyetherpolyol?
Den overlegne ydeevne med PTMEG-baserede polyurethan-elastomerer i CASE-, TPU- og fiberapplikationer tilskrives belastningsinduceret krystallisation af det amorfe PTMEG-bløde segment, som ikke er til stede med amorfe PPG-baserede polyurethaner. De lineære polytetramethylenethersegmenter vs. de "forgrenede" polypropylenethersegmenter øger den molekylære justering og intermolekylære kræfter i PTMEG-bløde segmenter. Dette giver en forstærkende effekt i PTMEG-baserede polyurethaner, men letter også mikrofaseseparation af den hårde blok.
Derudover er PTMEG-polyoler nøjagtigt bifunktionelle, hvorimod standard PPG-polyoler indeholder nogle umættede ikke-funktionelle slutgrupper (dvs. mindre end 2.0 funktionalitet). Som et resultat opnår PTMEG-polyolerne højere molekylvægt i polyurethan. Disse egenskaber ved PTMEG-polyolerne bidrager til overlegne træk- og dynamiske egenskaber, hysterese og elasticitet, bedre skære-, spån- og slidbestandighed og forhøjede temperaturkompressionsindstillingsegenskaber. Med brugen af DMC-katalysatorer er der gjort betydelige fremskridt med hensyn til at forbedre funktionaliteten af polyol-endegrupperne.