Введение

Органическое соединение с несколькими гидроксильными группами

В органической химии полиол — это органическое соединение, содержащее несколько гидроксильных групп (–OH). Термин "полиол" может иметь несколько различных значений в зависимости от того, используется ли он в пищевой науке или в химии полимеров. Полиолы, содержащие две, три и четыре гидроксильные группы, соответственно являются диолами, триолами и тетраолами.

Классификация

Полиолы могут быть классифицированы по их химическому строению. К таким типам относятся полиэфирные, полиэстерные, поликарбонатные, а также акриловые полиолы. Полиэфирные полиолы могут быть дополнительно подразделены и классифицированы как полиэтиленоксид или полиэтиленгликоль (PEG), полипропиленгликоль (PPG) и политетраметиленгликоль или PTMEG. Они содержат соответственно 2, 3 и 4 углеродных атома на атом кислорода в повторяющемся звене. Также в продаже доступны полиолы поликапролактона. Наблюдается и растущая тенденция к использованию полиолов на основе биомассы (и, следовательно, возобновляемого сырья).

Применение

Полиэфирные полиолы имеют множество применений. Например, пенополиуретан является одним из основных потребителей полиэфирных полиолов. Полиэфирные полиолы могут использоваться для производства жестких пен. Они доступны в ароматическом и алифатическом исполнениях. Также существуют смешанные алифатическо-ароматические версии, часто изготавливаемые из переработанного сырья, как правило, полиэтилентерефталата (ПЭТ). Акриловые полиолы обычно применяются в высокоэффективных областях, где требуется устойчивость к ультрафиолетовому излучению, а также в покрытиях с низким содержанием летучих органических соединений (ЛОС). Другие области применения включают прямое нанесение покрытий на металл. Поскольку они используются там, где необходима хорошая УФ-стойкость, например, в автомобильных покрытиях, изоцианатный компонент также, как правило, устойчив к УФ-излучению, поэтому обычно используются изоцианатные олигомеры или преполимеры на основе изофорондиизоцианата. Полиолы на основе капролактона позволяют получать полиуретаны с повышенной гидролитической стойкостью. Поликарбонатные полиолы дороже других полиолов и поэтому используются в более требовательных областях. Они использовались для производства преполимера на основе изофорондиизоцианата, который затем применяется в стеклянных покрытиях. Они могут использоваться в реакционно-горячеплавких клеях. Все полиолы могут быть использованы для производства полиуретановых преполимеров, которые затем находят применение в покрытиях, клеях, герметиках и эластомерах.

Полиолы с низкой молекулярной массой

Полиолы с низкой молекулярной массой широко используются в полимерной химии, где они выполняют функции сшивающих агентов и удлинителей цепи. Например, в синтезе алкидных смол используются полиолы, которые затем применяются в красках и для изготовления литьевых форм. Они являются основной смолой или "связующим" в большинстве коммерческих "масляных" покрытий. Ежегодно производится около 200 000 тонн алкидных смол. Эти смолы образуются путем соединения реактивных мономеров посредством этерификации. Глицерин, триметилолпропан и пентаэритрит – это полиолы, используемые в производстве коммерческих алкидных смол. При производстве полиуретановых преполимеров диол с низкой молекулярной массой, такой как 1,4-бутандиол, может использоваться в качестве удлинителя цепи для дальнейшего увеличения молекулярной массы, хотя это и приводит к повышению вязкости из-за увеличения количества водородных связей. Их формула (CHOH)nH2, где n = 4–6. Сахарные спирты добавляют в продукты питания из-за их меньшей калорийности по сравнению с сахарами; однако, как правило, они менее сладкие и часто комбинируются с высокоинтенсивными подсластителями. Их также добавляют в жевательную резинку, поскольку они не расщепляются бактериями в полости рта и не метаболизируются в кислоты, следовательно, не способствуют развитию кариеса. Мальтитол, сорбитол, ксилитол, эритрит и изомальт – распространенные сахарные спирты.

Полиолы из переработанных или возобновляемых источников

Существуют полиолы, полученные из возобновляемых источников, таких как растительное сырье, включая касторовое и хлопковое масло. Растительные масла и биомасса также являются потенциальным возобновляемым сырьем для производства полиолов. Масла семян можно даже использовать для получения полиэфирных полиолов.

Свойства

Поскольку общий термин «полиол» происходит исключительно из химической номенклатуры и лишь указывает на наличие нескольких гидроксильных групп, нельзя выделить общие свойства, присущие всем полиолам. Тем не менее, полиолы обычно вязкие при комнатной температуре благодаря образованию водородных связей.