ポリエステル ポリオールは一般に、分子鎖に繰り返しエステル基が含まれるヒドロキシル末端化合物として定義され、数平均分子量は通常 1000 ～ 5000 g/mol の範囲です。-構造に芳香環が含まれるかどうかにより、芳香族タイプと脂肪族タイプに分類できます。ポリエステルポリオールの工業生産は、通常 2 つの主要なルートに従います。1 つは伝統的なエステル化重縮合プロセスで、多塩基酸 (または無水物/エステル) がポリオールと反応します。もう 1 つはラクトンモノマーとポリオールの開環重合です。-原材料や合成条件の変動により、幅広い性能特性が生じます。また、ヒドロキシル価、酸価、含水量、粘度、分子量、密度、カラーインデックスなどの特性は、依然として品質と適合性を評価するための重要な基準です。
ポリウレタン業界では、ポリエステルポリオール重要な構造的役割を果たします。ポリエステル-ベースのポリウレタンのエステル基とアミド基の極性が高いため、得られる材料は強い凝集力、優れた接着力、高い機械的強度、および顕著な耐摩耗性を示します。世界的には、Stepan、Huafon Group、COIM がこの分野の主要サプライヤーであり、合わせて総市場シェアの約 30% を占めています。中国が約45％のシェアを誇る最大の市場で、次いでヨーロッパが20％、北米が13％となっている。製品タイプの中で、脂肪族ポリエステルポリオールが約 62% のシェアで最大のセグメントを形成し、エラストマーが最も重要な下流用途を構成し、総消費量の約 36% を占めます。
構造的には、脂肪族ポリエステルポリオールは通常、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、セバシン酸などの脂肪族二酸から合成されます。商業的に一般的なグレードは、ほとんどがジオールまたはトリオールと縮合したアジピン酸をベースとしています。これらの製品は通常、白色のワックス状固体または無色から淡黄色の粘稠な液体として現れます。固体ポリエステルの溶融範囲は通常 25 ～ 50 度であり、溶融すると高粘度の液体になります。-対照的に、芳香族ポリエステルポリオールはその主鎖に剛直なベンゼン環構造を含み、一般に無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、または無水トリメリット酸から合成されます。芳香族単位の固有の剛性と高い凝集エネルギーにより、純粋な脂肪族系と比較して疎水性が向上し、耐加水分解性が大幅に向上します。
ポリエステルポリオールの工業的製造は、ほとんどの場合バッチ反応器で行われ、エステル化段階とそれに続く重縮合段階を経て進行します。ヒドロキシル-末端ポリマーを確保するために、通常、配合物には 10～50% 過剰のポリオールが使用されます。エステル化中、ポリ酸または無水物とポリオールとの反応により、継続的に水を放出しながら、オリゴマーのジエステルおよびトリエステルが生成されます。徐々に加熱してこの水を除去することは、反応を進めるために不可欠ですが、過度に急速な水の除去は発泡や揮発性ジオールの損失を引き起こす可能性があるため、温度制御が重要になります。除去された水の量が理論値に近づき、酸価が約１０ｍｇＫＯＨ／ｇを下回ると、エステル化は本質的に完了する。
次の重縮合段階では、高温減圧下でのエステル交換反応による鎖の成長が行われます。{0}この段階は、前重縮合と最終重縮合に分けられます。-前重縮合中、制御された反応環境を維持するために真空が徐々に低下し、酸価をさらに低下させ、過剰なポリオールを除去することができます。最終段階では、エステル-交換反応が優勢となり、目的の粘度および性能パラメーターに達するまで、ヒドロキシル-末端オリゴマーの分子量が急速に増加します。
これらの慎重に制御された反応を通じて、ポリエステル ポリオールは数多くのポリウレタン材料の基本的な構成要素となり、エラストマー、接着剤、合成皮革、コーティング、高性能-耐摩耗性製品-や構造部品などの主要な用途をサポートします。その開発は、世界市場全体でポリウレタン技術の進歩を推進し続けています。