聚氨酯是一类主链具有氨基甲酸酯基团（—ＮＨＣＯＯ—）的大分子化合物的统称，除了氨基甲酸酯基团外，该大子中还可能含有脲基甲酸酯、醚、脲、缩二脲酯等基团。正是由于聚氨酯内部独特的分子结构赋予了其高强度、耐撕裂、耐磨等特性。聚氨酯所用的多元醇可分为聚酯多元醇和聚醚多元醇，

一.聚酯多元醇

聚酯多元醇（polyester polyol）包括常规聚酯多元醇、聚己内酯多元醇和聚碳酸酯二醇，它们含酯基或碳酸酯基，但实际上通常所指的聚酯多元醇是由二元羧酸与二元醇等通过缩聚反应得到的聚酯多元醇。

聚酯多元醇是聚酯型聚氨酯的主要原料之一，根据是否含苯环，可分为脂肪族多元醇和芳香族多元醇。其中脂肪族多元醇以己二酸系聚酯二醇为主。

外文名

polyester polyol

制备方法：

聚酯多元醇的合成方法主要有聚酯化反应和环氧化反应两种常用的方法：

1. 聚酯化反应：可通过将二元醇（如乙二醇、丙二醇等）与二酸（如乙二酸、己二酸等）在催化剂的作用下进行酯化反应合成聚酯多元醇。

2. 环氧化反应：可通过将双酚A等酚类化合物和环氧氯丙烷在催化剂存在下反应，然后水解得到聚酯多元醇。这种方法具有高效、高产的特点，适用于大规模生产聚酯多元醇。

聚酯多元醇的应用：

1. 聚氨酯树脂：聚酯多元醇是制备聚氨酯树脂的主要原料，通过与异氰酸酯反应可以得到具有不同性质和用途的聚氨酯树脂，用于涂料、胶粘剂、弹性体、硬质泡沫塑料等领域。

2. 涂料和粘合剂：聚酯多元醇可以用作涂料和粘合剂的主要成分，能够提供优异的附着性、耐磨性和耐候性，广泛应用于汽车漆、家装涂料、工业涂料等领域。

3. 塑料：聚酯多元醇可以用作合成聚酯树脂，具有良好的热稳定性和机械性能，常用于制造塑料制品、薄膜等。

聚氨酯树脂应用：

聚酯多元醇是合成聚氨酯的重要原材料，在聚氨酯合成中充当柔性软链段的角色，而异氰酸酯与小分子扩链剂构成聚氨酯的硬链段部分。

由于聚酯多元醇会影响聚氨酯弹性体分子的软段极性以及软硬态聚集结构，因此，聚酯多元醇的种类、结构、数均分子量等对聚氨酯性能影响较大。聚酯多元醇是由多元羧酸与多元醇缩合而成，用二异氰酸酯和聚酯二元醇制得预聚体。

通常意义来说，二元醇羟基当量和异氰酸酯当量的比率不同，其聚氨酯的性能相差较大。可以通过对单体材料的精心设计而获得特定性能的聚氨酯，因为它的特定性能取决于聚酯多元醇、二异氰酸脂以及扩链剂的化学性质和组成，包括它们形成的微相结构。

聚氨酯化学结构的特征是其大分子主链中含有重复的氨基甲酸酯链段，如图所示。

低聚物多元醇构成了玻璃化温度较低的软链段，二异氰酸酯和小分子扩链剂构成了玻璃化温度较高的硬链段，软、硬链段互嵌而形成聚氨酯大分子如图所示。

参考指标：

不同品种的聚酯多元醇由于种类不同或制备工艺不一样，性质也不一样，对于聚酯多元醇比较重要的几个指标是羟值、酸值、水分、粘度、分子量、密度以及色度等。

二.聚醚多元醇

聚醚多元醇（简称聚醚）是一种有机聚合物，是由起始剂（含活性氢基团的化合物）与环氧乙烷（EO）、环氧丙烷（PO）、环氧丁烷（BO）等在催化剂存在下经加聚反应制得。聚醚产量最大者为以甘油（丙三醇）作起始剂和环氧化物（一般是PO与EO并用），通过改变PO和EO的加料方式（混合加或分开加）、加量比、加料次序等条件，生产出各种通用的聚醚多元醇。

中文名

聚醚多元醇

外文名

Polyether polyol

类型

聚合物

主要官能团

羟基，烷氧基

理化性质

沸点>200 ℃(lit.)，闪点 >230 °F，折射率 n20/D 1.466，蒸气压，蒸气密度 >1 (vs air)

主要特性：

聚醚多元醇 是主链含有醚键(—R—O—R—)，端基或侧基含有大于2个羟基(—OH)的低聚物。 是以低分子量多元醇、多元胺或含活泼氢的化合物为起始剂，与氧化烯烃在催化剂作用下开环聚合而成。氧化烯烃主要是氧化丙烯(环氧丙烷)，氧化乙烯(环氧乙烷)，其中以环氧丙烷最为重要。多元醇起始剂有丙二醇、乙二醇等二元醇，甘油三羟甲基丙烷等三元醇及季戊、四醇、木糖醇、山梨醇、蔗糖等多元醇;胺类起始剂为二乙胺、二乙烯三胺等。

聚醚一般常用分子量为800～2000的丙二醇聚醚、分子量为400～4000的三羟甲基丙烷聚醚和端羟基的聚四氢呋喃。作为胶黏剂用的聚醚树脂应去掉聚合时残留下来的碱性催化剂，因为它们能催化异氰酸酯二聚，影响胶黏剂的质量。通常用酸来中和，使聚醚呈微弱酸性(不影响聚氨酯的反应)。制备聚氨酯胶黏剂所用的聚醚要求较为严格，除羟值、酸值外，要求含钾、钠离子量应少于10，含水量小于0.05%，否则有可能产生凝胶。用聚醚树脂配制的聚氨酯胶黏剂具有良好的耐水性，抗冲击性和低温性。

根据起始剂所含活性原子的数目可制得不同官能度的聚醚多元醇，在聚氨酯胶黏剂制备中最常用的聚醚是聚氧化丙烯二醇和聚氧化丙烯三醇，另外还有聚四氢呋喃二醇。

在聚氨酯工业中，聚醚多元醇主要用于聚氨酯泡沫塑料，主要品种有聚氧化丙烯多元醇和聚四氢呋喃醚多元醇等。

 聚碳酸酯多元醇(Polycarbonate polyol)，是指分子主链中含有重复的碳酸酯基(—O—COO—)而且链端为羟基(—OH)的一类聚合物。

?根据主链结构的不同可分为脂肪族、芳香族和混合型等三大类，基中研究最多的是脂肪族聚碳酸酯二元醇。

聚碳酸酯多元醇的制备方法

(1)酯交换法

由低分子二醇与碳酸二酯进行酯交投反应得到聚碳酸酯二元醇：

其中R′可以是甲基(—CH3)、丙基(—CH2CH2CH3)、苯基(—C6H5)等，低分子多元醇可以是1, 4—丁二醇(BDO)、1, 6—己二醇(HDO)、1, 5—己二醇、一缩二乙二醇、二缩三乙二醇和低分子量聚酯二醇等。但实际研究中以BDO、HDO为主。

小分子碳酸酯酯交换法是目前最成熟的聚碳酸酯二醇的合成方法。

聚碳酸酯二元醇的制备方法

(2)二醇化合物与光气反应

反应时，将二醇加入到液态光气或惰性溶剂的光气溶液中，在室温或更低一点的温度下反应就能进行。

一般可控制反应环境为碱性，以便中和反应过程中产生的氯化氢。同时让脂肪族二醇与光气在惰性溶剂中反应，并且加入碱、碳酸酯、碱金属氧化物作催化剂。

(3)环状碳酸酯的聚合反应

五个碳原子以上的环状碳酸酯可以开环聚合生成较高分子量的聚碳酸酯多元醇。环状碳酸酯可以是单体、二聚体或低聚物，该反应一般可在碱性条件下，200℃左右进行。体系中存在的少量水或醇会引发聚合：

环状碳酸酯大多是由光气法制成，光气毒性较大，因此环状碳酸酯的聚合反应方法与二醇化合物与光气反应的方法同样存在污染问题。目前基本很少使用。

(4)CO²与环氧化物的反应

CO²与环氧乙烷类化物，尤其是甲基环氧乙烷反应，可生成聚碳酸酯。在适当的反应条件下，会生成脂肪族聚碳酸酯多元醇。

此方法可以使用温室气体CO²，来源广泛而且符合绿色标准，成本较低，是目前生产企业研究的重点。但是此方法只能合成特定环氧化物结构的聚碳酸酯二醇，并且在制备过程中需要使用大量的催化剂，同时要从高粘度的生成物中除去大量的催化剂也很困难。

聚碳酸酯多元醇的性能及应用

聚碳酸酯多元醇可用于生产聚氨酯、丙烯酸树脂、聚酯等产品。

用聚碳酸酯多元醇合成的新一代聚碳酸酯型聚氨酯，与传统型多元醇所合成的聚氨酯材料相比，其性能优势突出：

优良的力学性能、耐水解性、耐热性、耐氧化性、耐磨性

耐体内氧化性和微生物降解性，可用于医疗领域。

目前聚碳酸酯多元醇已大量用于制备水性聚氨酯树脂、合成革用聚氨酯、聚氨酯弹性体、聚氨酯涂料、胶粘剂等领域。