Полиолы — гидроксильное число, функциональность и молекулярный вес

Ниже приведены критерии по которым можно охарактеризовать такой класс химических соединений, как полиолы :

1. Количество функциональных групп

Определяется, как среднее количество функциональных групп в одной молекуле. Выбор полиола с различным количеством функциональных групп влияет на строение конечного продукта - полиуретана. Например, четырех-функциональный (четырехатомный) спирт пентаэритрит будет образовывать связь по четырем функциональным группам, однако в реальном производственном процессе используюемые полиолы, содержат примеси моно- и ди- атомных спиртов. Количество таких примесей - важная характеристика полиола.

2. Гидроксильное число

Критерий, характеризующий количество активных реакционно-способных гидроксильных групп. Этот показатель определяется с помощью аналитических лабораторных методов и выражается в граммах гидроксида калия в одном грамме испытуемого образца. Количество гидроксильных групп, также возможно определить методом инфракрасной спектроскопии.

3. Эквивалентная масса вещества

Определяется как отношение молекулярной массы полиола к количеству функциональных групп, входящих в его состав. Из-за наличия примесей моно- и ди- атомных спиртов, на практике для оценки эквивалентной массы вещества используется отношение молекулярной массы к гидроксильному числу, полученному эмпирическим путем, описанным выше.

4. Содержание первичных гидроксильных групп

В общем смысле, первичные гидроксильные группы - это концевые гидроксильные группы. Они характеризуются наибольшей реакционной способностью и их количество и содержание характеризует реакционную способность полиола в целом. В настоящее время, ЯМР (Ядерно-магнитная резонансная) спектроскопия - предпочтительный метод определения количества первичных гидрокси-групп в химическом соединении. Также, иногда, используется метод электрохимической полярографии.

5. Кислотное число

Количество остаточной кислоты, содержащейся в полиоле, установленное расчетным методом. Оно приводится в тех же единицах измерения, что и гидроксильное число.

6. Точка помутнения

Для полиолов данный критерий можно определить, как температура (град. Цельсия), при которой раствор полиола в воде - водно-спиртовая смесь - начинает становиться мутным, то есть теряет прозрачность в зависимости от степени нагрева. Температурные значения точки помутнения снижаются с увеличением молекулярной массы молекулы полиола или при добавлении к полиолу сторонних соединений, например, оксида этилена. Точка помутнения связана с растворимостью в воде, поверхностными характеристиками и реакционной способностью полиола. В следствие того, что полиолы имеют так называемую “обратную” растворимость в воде, большие значения точки помутнения означают большие значения перечисленных харатеристик.

7. Наличие слабоосновных примесей

Соли слабых кислот и сильных оснований могут выступать в качестве катализатора реации полиола с изоцианатным компонентом. Содержание таких солей в растворе полиолов имеет влияние на скорость полимеризации - получение конечного продукта - полиуретанового полимера. Количественно данный критерий выражается через объем слабого раствора соляной кислоты, необходимый для нейтрализации 30 грамм данного полиола.

8. Реакционная способность

Характеристика скорости, с которой полиол вступает  в реакцию, в результате которой образуется полиуретановый полимер. Тест, определяющий данную скорость, основан на динамическом определении вязкостных характеристик образца смеси, в котором происходит химический процесс образования полимера. Пример зависимости реакционной способности полиола от количества первичных гидроксильных групп в составе молекул.

Тест на изменение вязкости также помогает определить степень контаминированности (загрязненности) полиола различными примесями и включениями. На показатели вязкости полиолов большое значение оказывает содержания в смеси ненасыщенных моноатомных спиртов, в соотношении с количеством первичных гидросильных групп в составе многоатомного спита (полиола).