폴리에스테르 폴리올은 일반적으로 분자 사슬에 반복되는 에스테르 그룹이 포함된 하이드록실-종결 화합물로 정의되며 수-평균 분자량은 일반적으로 1000~5000g/mol입니다. 구조에 방향족 고리가 포함되어 있는지 여부에 따라 방향족 유형과 지방족 유형으로 분류할 수 있습니다. 폴리에스테르 폴리올의 산업적 생산은 일반적으로 두 가지 주요 경로를 따릅니다. 하나는 다염기산(또는 무수물/에스테르)이 폴리올과 반응하는 전통적인 에스테르화-중축합 공정입니다. 다른 하나는 락톤 단량체와 폴리올의 개환 중합입니다. 원료 및 합성 조건의 변화는 광범위한 성능 특성을 가져오며 수산기 값, 산가, 수분 함량, 점도, 분자량, 밀도 및 색상 지수와 같은 특성은 품질과 적합성을 평가하는 주요 기준으로 남아 있습니다.
폴리우레탄 산업에서는폴리에스터 폴리올중요한 구조적 역할을 합니다. 폴리에스테르- 기반 폴리우레탄의 에스테르 및 아미드 그룹의 높은 극성으로 인해 생성된 재료는 강한 응집력, 우수한 접착력, 높은 기계적 강도 및 뛰어난 내마모성을 나타냅니다. 전 세계적으로 Stepan, Huafon Group 및 COIM은 이 분야의 선두 공급업체를 대표하며 총 시장 점유율의 약 30%를 차지합니다. 중국은 약 45%의 점유율로 가장 큰 시장이고, 유럽이 20%, 북미가 13%로 그 뒤를 따릅니다. 제품 유형 중에서 지방족 폴리에스테르 폴리올은 약 62%의 점유율로 가장 큰 부문을 형성하고, 엘라스토머는 전체 소비의 약 36%를 차지하는 가장 중요한 다운스트림 응용 분야를 구성합니다.
구조적으로, 지방족 폴리에스테르 폴리올은 일반적으로 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산 및 세바스산과 같은 지방족 이산으로부터 합성됩니다. 상업적으로 일반적인 등급은 대부분 디올 또는 트리올과 축합된 아디프산을 기반으로 합니다. 이들 제품은 일반적으로 흰색 왁스 같은 고체 또는 무색에서 연한 노란색의 점성 액체로 나타납니다. 고체 폴리에스테르는 일반적으로 25도에서 50도 사이의 녹는점을 가지며, 일단 녹으면 고점도 액체를 형성합니다.- 대조적으로, 방향족 폴리에스테르 폴리올은 골격에 단단한 벤젠 고리 구조를 포함하고 있으며 일반적으로 프탈산 무수물, 이소프탈산, 테레프탈산 또는 트리멜리트산 무수물로부터 합성됩니다. 방향족 단위의 고유한 강성과 더 높은 응집 에너지는 순수 지방족 시스템에 비해 더 나은 소수성과 크게 향상된 내가수분해성을 제공합니다.
폴리에스테르 폴리올의 산업적 제조는 회분식 반응기에서 가장 자주 수행되며, 에스테르화 단계와 이어서 중축합 과정을 거칩니다. 하이드록실-종결 폴리머를 보장하기 위해 제제에는 일반적으로 10~50% 과량의 폴리올이 사용됩니다. 에스테르화 과정에서 다중산 또는 무수물과 폴리올의 반응은 물을 지속적으로 방출하면서 올리고머성 디에스테르와 트리에스테르를 생성합니다. 점진적인 가열을 통해 이 물을 제거하는 것은 반응을 진행시키는 데 필수적이지만 지나치게 빠른 물 제거는 거품이 발생하고 휘발성 디올이 손실될 수 있으므로 온도 제어가 중요합니다. 제거된 물의 양이 이론값에 가까워지고 산가가 약 10 mgKOH/g 아래로 떨어지면 에스테르화가 본질적으로 완료됩니다.
다음 중축합 단계에는 고온 및 감압 하에서 에스테르-교환 반응을 통한 사슬 성장이 포함됩니다. 이 단계는 사전-중축합과 최종 중축합으로 나눌 수 있습니다. 사전-중축합 중에 진공은 제어된 반응 환경을 유지하기 위해 점진적으로 낮아져 산가를 추가로 낮추고 과잉 폴리올을 제거할 수 있습니다. 마지막 단계에서는 에스테르-교환 반응이 지배적이어서 원하는 점도 및 성능 매개변수에 도달할 때까지 하이드록실- 종결 올리고머의 분자량이 빠르게 증가할 수 있습니다.
이렇게 세심하게 제어된 반응을 통해 폴리에스터 폴리올은 수많은 폴리우레탄 소재의 기본 구성 요소가 되어 엘라스토머, 접착제, 합성 가죽, 코팅, 고성능-내마모성-제품 및 구조 부품의 주요 응용 분야를 지원합니다. 이들의 개발은 세계 시장 전반에 걸쳐 폴리우레탄 기술의 발전을 지속적으로 주도하고 있습니다.