聚醚的分子量因其合成方法、起始剂种类及应用场景的不同而存在较大差异。以下是常见的分子量范围及相关信息:
一、典型分子量范围
通用聚醚多元醇
- 丙二醇聚醚:分子量通常为 800~2000,常用于聚氨酯弹性体和软质泡沫。
- 三羟甲基丙烷聚醚:分子量范围多为 400~4000,适用于高性能聚氨酯材料。
- 聚四氢呋喃醚(PTMG):分子量较高,一般为 1000~4000,用于耐低温、耐磨等特种用途。
不同应用场景的分子量需求
- 软质聚氨酯泡沫:要求聚醚分子量为 2000~4000,以提供良好的柔韧性和回弹性。
- 硬质聚氨酯泡沫:需聚醚分子量 小于1300,同时要求一定的官能度(如三元醇起始剂)以增强交联密度。
- 聚氨酯弹性体:分子量通常为 500~3000,平衡机械强度与加工性。
二、影响分子量的因素
合成工艺
- 通过调节环氧丙烷(PO)或环氧乙烷(EO)的投料比、加料顺序及催化剂用量,可控制分子量大小。
- 例如,环氧丙烷与环氧乙烷混合使用时,PO比例越高,分子量越大。
起始剂类型
- 二元醇起始剂(如丙二醇)制得线性聚醚,分子量较低(500~3000)。
- 多元醇起始剂(如甘油、三羟甲基丙烷)制得支化聚醚,分子量分布更广(400~4000)。
三、分子量测定方法
羟值法:通过测定端羟基含量计算分子量,公式为 M=56.11×n×1000羟值M=羟值56.11×n×1000(nn 为官能度)。
凝胶渗透色谱(GPC):可测分子量分布(如数均分子量 MnMn、重均分子量 MwMw 及分散指数 DD)。
气相渗透法(VPO):适用于低分子量聚醚的精确测量,基于蒸汽压差计算分子量。
四、分子量与性能的关系
低分子量(500~1300):黏度低、流动性好,适合硬质泡沫或胶黏剂,但机械强度较低。
中高分子量(2000~4000):柔韧性和耐磨性优异,常用于软质泡沫、弹性体及涂料。
高分子量(>4000):如聚四氢呋喃醚,耐低温性和耐候性突出,但成本较高。