El policaprolactona diol se produce principalmente mediante la polimerización con apertura de anillo-de ε-caprolactona. En este proceso, un compuesto dihidroxi sirve como iniciador; bajo la influencia de un catalizador, el anillo de ε-caprolactona se abre y la cadena polimérica crece desde ambos extremos del iniciador, produciendo finalmente un diol de policaprolactona con grupos hidroxilo en ambos extremos. Los iniciadores comunes incluyen etilenglicol, 1,4-butanodiol y 1,6-hexanodiol; la estructura molecular y el peso molecular del producto se pueden ajustar variando el tipo y la cantidad del iniciador utilizado. Este método implica un proceso de reacción relativamente bien definido y actualmente es una ruta común para producir policaprolactona diol.
La pureza y el contenido de humedad de las materias primas influyen significativamente en la reacción de polimerización. Antes de que comience la reacción, la ε-caprolactona y el iniciador normalmente se someten a un tratamiento previo adecuado para minimizar la introducción de humedad y otras impurezas en el sistema de reacción. A continuación, las materias primas se cargan en el reactor en proporciones específicas y se calientan en presencia de un catalizador. A medida que avanza la reacción, los anillos de ε-caprolactona se abren y se unen a los segmentos del polímero, lo que hace que la viscosidad del sistema aumente gradualmente. Una vez que el monómero ha reaccionado en gran medida, el tiempo de reacción y la temperatura se controlan para lograr el peso molecular y el valor de hidroxilo deseados.
El catalizador afecta significativamente tanto a la eficiencia de producción como a la estructura del policaprolactona diol. Los sistemas catalíticos comúnmente utilizados incluyen catalizadores de organoestaño, catalizadores a base de titanio-y diversos compuestos organometálicos. Una dosificación insuficiente de catalizador da como resultado una velocidad de polimerización lenta y un ciclo de producción prolongado, mientras que una dosificación excesiva puede aumentar las reacciones secundarias y complicar el procesamiento posterior del producto. Por lo tanto, se deben seleccionar el catalizador y la dosis adecuados en función del sistema de materia prima y el peso molecular objetivo. Además, la temperatura de reacción debe mantenerse dentro de un rango óptimo; Las temperaturas excesivamente bajas reducen la velocidad de reacción, mientras que las temperaturas excesivamente altas pueden provocar reacciones secundarias o hacer que el producto se oscurezca.
Se requieren pasos pos-procesamiento necesarios para obtener policaprolactona diol que cumpla con las especificaciones de la aplicación. Por lo general, esto implica reducir los niveles de impureza mediante la eliminación de monómeros residuales, filtración y refinación adecuada, seguido de pruebas de parámetros clave como el peso molecular, el índice de hidroxilo, el índice de acidez, el contenido de humedad y la viscosidad. Controlando la proporción de iniciador a ε-caprolactona y las condiciones de polimerización, se pueden obtener policaprolactonadioles con pesos moleculares variables. Los productos resultantes presentan grupos hidroxilo terminales capaces de reaccionar aún más con isocianatos, lo que los hace adecuados para su uso como materias primas de segmentos blandos-en la síntesis de poliuretano.