聚醚多元醇是一种重要的高分子原料, 主要用于制作各种聚氨酯材料。根据其官能度、相对分子质量及分子结构的不同, 聚醚多元醇大体上又分为软泡聚醚、硬泡聚醚、CASE聚醚(即涂料、胶粘剂、密封胶及弹性体用聚醚)和POP(聚合物聚醚多元醇)系列。近年来, 随着生产工艺的不断改进, 产品的质量也在不断提高, 但聚醚产品的气味问题还是没有得到很好的解决, 尤其是应用于家具、汽车、服装等行业的软泡聚醚多元醇, 与人们的日常生活直接相关, 气味问题显得尤为突出。

粗聚醚中端烯基聚醚在中和过程中由于聚醚分解生成醛, 其分解反应见下式:

同时, 粗聚醚中还存在未反应的氧化丙烯单体、低聚物、水分等。低挥发物必须经真空脱除, 而且脱气过程在氮气流(俗称氮气鼓泡)下进行会取得更好的效果。但如果真空能力达不到将低沸点物质脱出的条件, 势必将影响聚醚产品的气味。所以实验对现行装置的最低压力进行了监测, 通过监测可知,现行装置的压力可以达到0.004 MPa以下, 因此生产中规定:真空过程中系统压力低于0.004 MPa后,继续抽真空1 h, 然后在氮气流下真空脱气5 h以上, 同时将氮气流量稳定控制在20 ～ 30 m3 /h, 以确保将聚醚产品中的低沸点物质完全除去。

通过对留样的对比发现, 生产线上产品的气味明显低于贮罐中产品的气味, 为寻找原因, 实验首先对聚醚进行不同贮存温度下的气味进行对比。比较聚醚在110 ～ 10℃下的贮存情况下发现, 随着贮存温度的降低, 聚醚气味也随之降低, 但贮存物料降温至50℃以下, 聚醚气味随着时间的延长无明显变化, 所以规定物料循环过滤合格后降温至50℃以下再移液到贮罐中保存。

通过现场调查发现, 在循环过滤前对过滤机进行吹扫时, 会携带大量刺鼻的气体, 其气味与聚醚产生的气味极为相似。分析气味产生的原因, 主要是由于设备加热过程中局部过热导致聚醚氧化分解。因此为保证在物料循环过滤时不接触过热釜壁, 生产中规定中和釜、过滤机等设备在使用前和使用后必须关闭蒸汽手动阀。

在软泡聚醚多元醇生产中常常加入抗氧剂来防止聚醚的氧化。一般加入的抗氧剂为BHT(2, 6-二叔丁基对甲基苯酚)和一种TSSH-1复合类抗氧剂。通过对未加抗氧剂的空白聚醚和加入抗氧剂的聚醚样品对比, 发现空白样的气味较低, 加入抗氧剂后,样品气味明显增大。通过了解最新的抗氧剂技术,并对抗氧剂进行了对比, 发现现阶段使用的抗氧剂体系本身带有较强的气味, 且对制品的抗烧芯性、光稳定性、抗气熏性、抗织物污染等性能的改善也达不到高档聚氨酯制品(如枕头、垫肩、汽车坐垫等)的环保要求。为保证聚醚产品达到理想的低气味、高品质状态, 必须更换抗氧剂体系。

通过对生产线上不同温度下的聚醚产品进行气味对比发现, 其中两批聚合温度超过120℃的聚醚较同期生产的聚醚气味明显增大。当聚合温度分别降低5℃和10℃时, 产品气味有所降低, 但超过10℃以上则聚合反应速度变慢, 影响生产效率。所以最后确定较适宜的聚合温度为115℃。

原中和过程是先加水, 再移液后加入85%的浓酸。该工艺过程中因局部浓酸与粗聚醚接触, 造成副产物的增多, 这在一定程度上也影响了聚醚的气味。为改善酸碱中和反应的均匀性, 降低副产物的产生, 现改为先在干燥釜中将水和酸混合, 将酸稀释后再用于中和, 并且将中和温度由90℃降为80℃。在较低的温度及较低的酸浓度条件下, 可避免或减少酸与聚醚生成的副产物。

进口环氧丙烷(PO)的醛值和水分比国产PO降低了约80%和70%, 产品质量较好, 而国产PO的质量较差。实验用国产PO和进口PO各生产3批软泡聚醚多元醇, 通过取样对比, 使用进口PO所生产的聚醚较国产PO所生产的聚醚, 在气味方面有较大的改善。并且不同批次生产的聚醚, 在气味方面也存在差异。因此聚合单体PO的质量对聚醚气味的产生也具有一定的影响。

设备在运行过程中由于震动和磨损等原因, 随时可能出现“漏点”, 造成反应釜的气密稳定性差,导致产品气味产生波动。为能及时发现与处理设备的“漏点” , 生产中应规定每一批产品在干燥前都要对设备的接口、排气阀、液位计、搅拌等进行全面检查, 及时处理“漏点”。同时, 为确保设备的稳定性,利用生产间歇, 对反应釜、干燥釜、真空系统等进行气密性检