PL198539B1 - Sposób wytwarzania oligowęglanodioli ze sztywnymi segmentami uretanowymi - Google Patents

Sposób wytwarzania oligowęglanodioli ze sztywnymi segmentami uretanowymi

Info

Publication number
PL198539B1
PL198539B1 PL369617A PL36961704A PL198539B1 PL 198539 B1 PL198539 B1 PL 198539B1 PL 369617 A PL369617 A PL 369617A PL 36961704 A PL36961704 A PL 36961704A PL 198539 B1 PL198539 B1 PL 198539B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
urethane
catalyst
groups
rigid urethane
oligocarbonate diols
Prior art date
Application number
PL369617A
Other languages
English (en)
Other versions
PL369617A1 (pl
Inventor
Gabriel Rokicki
Piotr Pawłowski
Original Assignee
Politechnika Warszawska
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Politechnika Warszawska filed Critical Politechnika Warszawska
Priority to PL369617A priority Critical patent/PL198539B1/pl
Publication of PL369617A1 publication Critical patent/PL369617A1/pl
Publication of PL198539B1 publication Critical patent/PL198539B1/pl

Links

Landscapes

  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

1. Sposób wytwarzania oligow eglanodioli ze sztywnymi segmentami uretanowymi polegaj acy na po- limeryzacji z otwarciem pier scienia cyklicznych w eglanów sze sciocz lonowych, ewentualnie w obecno sci katalizatora, znamienny tym, ze jako startery polimeryzacji stosuje si e a, ?-bis(2-hydroksyetoksykarbonylo- amino)alkany zawieraj ace od 2 do 6 atomów w egla pomi edzy grupami uretanowymi w ilo sci 2 do 8% molowych. PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania oligowęglanodioli zawierających wbudowane sztywne segmenty uretanowe.
Znane są z prac Kricheldorfa i innych metody polimeryzacji węglanu trimetylenu w obecności estru metylowego kwasu trifluorometanosulfonowego lub fluoroboranów trietylooksoniowych (J. Macromol. Sci. Chem., A26(4), 631-44 (1989)) w obecności katalizatorów zawierających grupy butylowe, cynoorganicznych [Macromol. Chem., 192(10), 2391-9 (1991)]. Produkt polimeryzacji nie zawierał ugrupowań eterowych i wszystkie oligomery zakończone były grupami OH. Jednakże produkt reakcji nie był klarowny. Zastosowanie halogenków cyny, takich jak BuSnCl3, Bu2Sn2 i Bu3SnCl, jak również katalizatorów w postaci hematyny, jako inicjatorów polimeryzacji spowodowało powstanie oligomerów z nieaktywnymi grupami końcowymi, które należało zamienić z halogenkowych na OH (J. Polym. Sci. Part A: Polym. Chem., 33 (13), 2193-201 (1995), Macromol. Chem. Phys., 197(3), 1043-54 (1996)]. W pracy Albertson i innych opisany jest sposób polimeryzacji węglanu trimetylenu prowadzonej w obecności etanolami sodu i oktanianu cyny jako katalizatorów. Otrzymany polimer zawierał 2,6% ugrupowań eterowych powstałych w wyniku dekarboksylacji w wysokiej temperaturze [J. Macromol. Sci.-Chem., 29(1), 43-54 (1991), J. Macromol. Sci., Pure Appl. Chem., A29(l), 43-54 (1992)]. W pracy opublikowanej w J. Polym. Sci. Part A: Polym. Chem., 32 (2), 265-79 (1994) Albertson i inni opisali nowy typ kopolimerów otrzymanych z węglanu trimetylenu i oksepan-2-onu używając jako katalizatorów oktanianu cyny, octanu cynku, tlenku dibutylocyny i chlorku tributylocyny. W pracy opublikowanej w J. Polym. Sci. Part A: Polym. Chem., 31 (2), 581-4 (1993) Ariga i inni używali halogenków alkilowych jako inicjatorów kationowej polimeryzacji cyklicznych węglanów. Otrzymane produkty zawierały jeden nieaktywny koniec łańcucha pochodzący od inicjatora. Shen opisał w pracy opublikowanej w J. Polym. Sci. Part A: Polym. Chem., 35 (8), 1339-1352 (1997) stosowanie halogenków ziem rzadkich w polimeryzacji węglanu trimetylenu i wykazał ich negatywny wpływ na właściwości poli(węglanu trimetylenu) po procesie starzenia. Ariga i inni w Macromolecules, 30 (4) 737-744 (1997) opisali kationową polimeryzację cyklicznych węglanów w obecności halogenków alkilowych jako inicjatorów i wykazali, że ich stosowanie powoduje powstawanie polimerów z nieaktywnymi grupami końcowymi, co wyklucza ich stosowanie w syntezie poliuretanów. Denga i inni opisali polimeryzację węglanu trimetylenu i ε-kaprolaktonu w obecności enzymu lipazy Novozym 435 jako katalizatora. Okazało się, że trudno jest usunąć katalizator z produktu reakcji. Z opisu patentowego US 6451 949 B2 z roku 2002 znany jest sposób polimeryzacji węglanu trimetylenu w obecności soli metali I i II grupy układu okresowego, a szczególnie octanów. Opisane wyżej metody wymagają przed zastosowaniem ich jako poliolu dodatkowej operacji polegającej na odmywaniu soli metali i związków cyny lub aktywacji końcowych grup oligomeru.
Metoda według wynalazku pozwala na uniknięcie wyżej wymienionych trudności.
Sposób wytwarzania oligowęglanodioli ze sztywnymi segmentami uretanowymi polega na polimeryzacji z otwarciem pierścienia cyklicznych węglanów sześcioczłonowych bez podstawników lub podstawionych jedną albo dwiema grupami metylowymi, z użyciem a,ijj-bis(2-hydroksyetoksykarbonyloamino)alkanu zawierającego od 2 do 6 atomów węgla pomiędzy grupami uretanowymi jako startera polimeryzacji w ilości od 2 do 8% molowych. Polimeryzację prowadzi się w temperaturze 60-120°C, ewentualnie w obecności katalizatora. Jako katalizator korzystnie stosuje się trzeciorzędowe aminy, najkorzystniej 4-(N,N-dimetyloamino)pirydynę (DMAP) i 1,8-diazabicyklo[5,4,0]undec-7-en (DBU). Reakcję prowadzi się do zaniku w widmie IR pasma absorpcji charakterystycznego dla drgań szkieletowych cyklicznego węglanu sześcioczłonowego.
Sposób według wynalazku pozwala otrzymać oligowęglanodiole o ciężarach cząsteczkowych do 4 000 niezawierające ugrupowań eterowych. Stosując odpowiednią proporcję molową węglanu do startera możliwa jest prosta regulacja ciężaru cząsteczkowego. Otrzymany tym sposobem oligomerol jest bezbarwny i charakteryzuje się małą polidyspersyjnością oraz dużą przezroczystością. Zastosowanie starterów polimeryzacji zawierających dwa ugrupowania uretanowe w cząsteczce ogranicza ilość stosowanego diizocyjanianu w procesie syntezy poli(uretano-mocznika)
Oligowęglanodiole zawierające segmenty sztywne w postaci ugrupowań uretanowych mogą być wykorzystane do wytwarzania poli(uretano-moczników) w reakcji z diizocyjanianem i wodą jako przedłużaczem łańcucha. Do wytworzenia poli(uretano-moczników) na podstawie oligowęglanodioli otrzymanych według wynalazku można użyć mniejszej ilości diizocyjanianu, aby uzyskać podobne stężenie grup uretanowych w polimerze.
Sposób według wynalazku został bliżej przedstawiony w przykładach wytwarzania.
PL 198 539 B1
P r z y k ł a d 1.
Do reaktora pój. 50 cm3 zaopatrzonego w mieszadło, termometr i układ odcinający dostęp wilgoci odważono 2,53 g 1,6-bis(2-hydroksyetoksykarbonyloamino)heksanu i 15 g węglanu trimetylenu. Zawartość reaktora mieszano i ogrzewano w temperaturze 110°C do zaniku pasma absorpcji 760 cm-1 w widmie IR mieszaniny reakcyjnej, charakterystycznego dla drgań szkieletowych sześcioczłonowego węglanu cyklicznego. Na podstawie porównania intensywności sygnałów charakterystycznych dla protonów grup metylowych znajdujących się w sąsiedztwie grup węglanowych i hydroksylowch w widmie 1H NMR określono ciężar cząsteczkowy oligomerów wynoszący 2000, a na podstawie spektrometrii mas MALDI TOF stwierdzono, że każda makrocząsteczka zawiera 2 ugrupowania uretanowe, pochodzące od startera i wyznaczono współczynnik polidyspersyjności wynoszący 1,35. 15 g tak otrzymanego oligowęglanodiolu poddano reakcji z 5 g izoforonodiizocyjanianu w temperaturze 85°C i otrzymano prepolimer uretanowy zakończony grupami izocyjanianowymi. Następnie otrzymany prepolimer wylano do formy otwartej i utwardzano parą wodną w komorze klimatycznej w temperaturze 50°C i wilgotności względnej 55% do całkowitego zaniku sygnału grupy izocyjanianowej w widmie IR. Tak otrzymane poli(uretano-moczniki) charakteryzują się wytrzymałością na zerwanie 45,5 MPa, wydłużeniem przy zerwaniu 580 % i twardością w skali Shore'a 90°ShA.
P r z y k ł a d 2.
Proces otrzymywania oligowęglanodioli ze sztywnymi segmentami uretanowymi prowadzono analogicznie do powyższego z tym, że do reakcji użyto: 2,84 g 1,2-bis(2-hydroksy-etoksykarbonyloamino)etanu i 15 g węglanu trimetylenu. Zawartość reaktora mieszano i ogrzewano w temperaturze 100°C do zaniku pasma absorpcji 760 cm-1 w widmie IR mieszaniny reakcyjnej, charakterystycznego dla drgań szkieletowych sześcioczłonowego węglanu cyklicznego. Na podstawie widma 1H NMR określono ciężar cząsteczkowy oligomerów wynoszący 1500. Na podstawie spektrometrii mas MALDI TOF wyznaczono współczynnik polidyspersyjności wynoszący 1,4.
Do reakcji otrzymywania prepolimeru uretanowego użyto: 15 g oligowęglanodiolu i 6,7 g izoforonodiizocyjanianu i utwardzano prepolimer w sposób analogiczny do przykładu 1. Tak otrzymane poli(uretano-moczniki) charakteryzują się wytrzymałością na zerwanie 40,3 MPa, wydłużeniem przy zerwaniu 630 % i twardością w skali Shore'a 89°ShA.
P r z y k ł a d 3.
Proces otrzymywania oligowęglanodioli ze sztywnymi segmentami uretanowymi prowadzono analogicznie do powyższego z tym, że do reakcji użyto: 1 g 1,3-bis(2-hydroksy-etoksykarbonyloamino)propanu i 15 g węglanu neopentylu. Zawartość reaktora mieszano i ogrzewano w temperaturze 120°C w obecności 0,46 g DBU do zaniku pasma absorpcji 760 cm-1 w widmie IR mieszaniny reakcyjnej, charakterystycznego dla drgań szkieletowych sześcioczłonowego węglanu cyklicznego. Na podstawie widma 1H NMR określono ciężar cząsteczkowy oligomerów wynoszący 4000. Na podstawie spektrometrii mas MALDI TOF wyznaczono współczynnik polidyspersyjności wynoszący 1,5.
Do reakcji otrzymywania prepolimeru uretanowego użyto 15 g oligowęglanodiolu i 2,5 g izoforonodiizocyjanianu i utwardzano prepolimer w sposób analogiczny do przykładu 1. Tak otrzymane poli(uretano-moczniki) charakteryzują się wytrzymałością na zerwanie 20,7 MPa, wydłużeniem przy zerwaniu 330% i twardością w skali Shore'a 88°ShA.
P r z y k ł a d 4.
Proces otrzymywania oligowęglanodioli ze sztywnymi segmentami uretanowymi prowadzono analogicznie do powyższego z tym, że do reakcji użyto: 2,64 g 1,4-bis(2-hydroksyetoksykarbonyloamino)butanu i 15 g węglanu 2-metylo-1,3-propanodiolu w obecności 0,16 g DMAP. Zawartość reaktora mieszano i ogrzewano w temperaturze 120°C do zaniku pasma absorpcji 760 cm-1 w widmie IR mieszaniny reakcyjnej, charakterystycznego dla drgań szkieletowych sześcioczłonowego węglanu cyklicznego. Na podstawie widma 1H NMR określono ciężar cząsteczkowy oligomerów wynoszący 1700. Na podstawie spektrometrii mas MALDI TOF wyznaczono współczynnik polidyspersyjności wynoszący 1,30.
Do reakcji otrzymywania prepolimeru uretanowego użyto: 15 g oligowęglanodiolu i 5,8 g izoforonodiizocyjanianu i utwardzano prepolimer w sposób analogiczny do przykładu 1. Tak otrzymane poli(uretano-moczniki) charakteryzują się wytrzymałością na zerwanie 32,8 MPa, wydłużeniem przy zerwaniu 480 % i twardością w skali Shore'a 91°ShA
PL 198 539 B1
P r z y k ł a d 5.
Proces otrzymywania oligowęglanodioli ze sztywnymi segmentami uretanowymi prowadzono analogicznie do powyższego z tym, że do reakcji użyto: 1,53 g 1,2-bis(2-hydroksy-etoksykarbonyloamino)etanu i 15 g węglanu 2-metylo-1,3-propanodiolu w obecności 0,2 g DBU. Zawartość reaktora mieszano i ogrzewano w temperaturze 120°C do zaniku pasma absorpcji 760 cm1 w widmie IR mieszaniny reakcyjnej, charakterystycznego dla drgań szkieletowych sześcioczłonowego węglanu cyklicznego. Na podstawie widma 1H NMR określono ciężar cząsteczkowy oligomerów wynoszący 2500. Na podstawie spektrometrii mas MALDITOF wyznaczono współczynnik polidyspersyjności wynoszący 1,4. Do reakcji otrzymywania prepolimeru uretanowego użyto: 15 g oligowęglanodiolu i 4 g izoforonodiizocyjanianu i utwardzano prepolimer w sposób analogiczny do przykładu 1. Tak otrzymane poli(uretano-moczniki) charakteryzują się wytrzymałością na zerwanie 34,1 MPa, wydłużeniem przy zerwaniu 450 % i twardością w skali Shore'a 90°ShA

Claims (6)

1. Sposób wytwarzania oligowęglanodioli ze sztywnymi segmentami uretanowymi polegający na polimeryzacji z otwarciem pierścienia cyklicznych węglanów sześcioczłonowych, ewentualnie w obecności katalizatora, znamienny tym, że jako startery polimeryzacji stosuje się a,oj-bis(2hydroksyetoksykarbonyloamino)alkany zawierające od 2 do 6 atomów węgla pomiędzy grupami uretanowymi w ilości 2 do 8% molowych.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się cykliczny węglan sześcioczłonowy podstawiony jedną lub dwiema grupami metylowymi.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że reakcję polimeryzacji prowadzi się w temperaturze od 60 do 120°C.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że reakcję polimeryzacji prowadzi się do zaniku w widmie IR pasma absorpcji charkterystycznego dla drgań szkieletowych sześcioczłonowych węglanów cyklicznych.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako katalizator stosuje się aminy trzeciorzędowe.
6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że jako katalizator stosuje się 4-(N,N-dimetyloamino)pirydynę (DMAP) lub 1,8-diazabicyklo[5,4,0]undec-7-en(DBU).
PL369617A 2004-08-16 2004-08-16 Sposób wytwarzania oligowęglanodioli ze sztywnymi segmentami uretanowymi PL198539B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL369617A PL198539B1 (pl) 2004-08-16 2004-08-16 Sposób wytwarzania oligowęglanodioli ze sztywnymi segmentami uretanowymi

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL369617A PL198539B1 (pl) 2004-08-16 2004-08-16 Sposób wytwarzania oligowęglanodioli ze sztywnymi segmentami uretanowymi

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL369617A1 PL369617A1 (pl) 2006-02-20
PL198539B1 true PL198539B1 (pl) 2008-06-30

Family

ID=37945229

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL369617A PL198539B1 (pl) 2004-08-16 2004-08-16 Sposób wytwarzania oligowęglanodioli ze sztywnymi segmentami uretanowymi

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL198539B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL369617A1 (pl) 2006-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4288155B2 (ja) 脂肪族オリゴカーボネートジオールの製造方法
US6486294B1 (en) Production of poly(carbonate-co-ester) copolymers
US12503552B2 (en) Self-blowing isocyanate-free polyurethane foams
CN104583191B (zh) 具有环状碳酸酯结构的粘合剂
Kuran et al. New route to oligocarbonate diols suitable for the synthesis of polyurethane elastomers
US20070155941A1 (en) Polyurethane cast elastomers made of NCO prepolymers based on 2,4'-MDI and a process for their preparation
EP2102286B1 (en) Blocked isocyanate silicone resins
CN105473636A (zh) 脂肪族聚碳酸酯及其芳香族聚酯共聚物构成的大分子多元醇
US6451949B2 (en) Method for production of poly (trimethylene carbonate)
CA2481978A1 (en) Preparation of aliphatic oligocarbonate diols
CN110072909B (zh) 制备具有低反应性的脂族和/或脂环族聚碳酸酯多元醇的方法
US20110015366A1 (en) Novel chain extenders for polyurethane elastomer formulations
CN115667356A (zh) 由特定比率的不同二醇制成的聚酯碳酸酯
US7317121B2 (en) Preparation of aliphatic oligocarbonate polyols
Unal et al. Poly (caprolactone) containing highly branched segmented poly (ester urethane) s via A2 with oligomeric B3 polymerization
CN111684031A (zh) 具有高固体含量的芳族多异氰酸酯
US20060004176A1 (en) Oligocarbonate polyols having terminal secondary hydroxyl groups
PL198539B1 (pl) Sposób wytwarzania oligowęglanodioli ze sztywnymi segmentami uretanowymi
EP3165552B1 (en) Polycarbonates, polyurethanes, elastomers, processes for manufacturing polycarbonates, and processes for manufacturing polyurethanes
PawŁowski et al. Poly (urethane-urea) s based on oligocarbonatediols comprising bis (carbamate) alkanes
EP2942362B1 (en) High-molecular weight aliphatic polycarbonate prepared using base catalyst
CN115943174A (zh) 由脂环族二酸、1,4:3,6-二脱水己糖醇和特定量的其它脂族二羟基化合物制成的聚酯碳酸酯
CN112513124A (zh) 1-k聚氨酯硬质泡沫材料的反应体系
US20130165619A1 (en) Light-fast polyurethanes and use thereof
US11639450B2 (en) Biobased, non-isocyanate, 2K polyurethane coatings produced from polycarbamate and dialdehyde crosslinking