多元醇

在有机化学中，多元醇是一种含有多个羟基 (-OH) 的有机化合物。 多元醇一词的含义可能略有不同，具体取决于它是用于食品科学还是高分子化学。 含有两个、三个和四个羟基的多元醇分别是二醇、三醇和四醇。

多元醇可根据其化学性质进行分类。 其中一些化学物质是聚醚、聚酯、聚碳酸酯以及丙烯酸多元醇。 聚醚多元醇可以进一步细分并分类为聚环氧乙烷或聚乙二醇(PEG)、聚丙二醇(PPG)和聚四氢呋喃或PTMEG。 它们在重复单元中每个氧原子分别具有 2、3 和 4 个碳。 聚己内酯多元醇也是可商购的。 使用生物基（因此可再生）多元醇的趋势也越来越大。

聚醚多元醇有许多用途。 例如，聚氨酯泡沫是聚醚多元醇的大用户。

聚酯多元醇可用于生产硬质泡沫塑料。 它们有芳香族和脂肪族两种版本。 此外，它们还提供通常由回收原料制成的混合脂肪族-芳香族版本，通常是聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET)。

丙烯酸多元醇通常用于需要对紫外线稳定的高性能应用以及低 VOC 涂料。 其他用途包括直接用于金属涂层。 由于它们用于需要良好的抗紫外线性的地方，例如汽车涂料，异氰酸酯组分也往往是抗紫外线的，因此通常使用基于异佛尔酮二异氰酸酯的异氰酸酯低聚物或预聚物。

基于己内酯的多元醇生产的聚氨酯具有增强的耐水解性。

聚碳酸酯多元醇比其他多元醇更昂贵，因此用于要求更高的应用。 它们已被用于制造基于异佛尔酮二异氰酸酯的预聚物，然后用于玻璃涂料。 它们可能用于反应性热熔胶。

所有多元醇均可用于生产聚氨酯预聚物。 然后，它们可用于涂料、粘合剂、密封剂和弹性体。

低分子量多元醇广泛用于聚合物化学中，它们用作交联剂和扩链剂。 例如，醇酸树脂在其合成中使用多元醇，并用于油漆和铸造模具中。 它们是大多数商业油基涂料中的主要树脂或粘合剂。 每年生产约20万吨醇酸树脂。 它们基于通过形成酯来连接反应性单体。 用于生产商业醇酸树脂的多元醇是甘油、三羟甲基丙烷和季戊四醇。 在聚氨酯预聚物生产中，低分子量的多元醇-二醇如 1,4-丁二醇可用作扩链剂以进一步增加分子量，尽管它确实增加了粘度，因为引入了更多的氢键。

糖醇是一类低分子量多元醇，通常通过糖的氢化获得。 它们的分子式为 (CHOH)nH2，其中 n = 4–6。

糖醇被添加到食物中是因为它们的热量含量低于糖； 然而，它们通常也不太甜，并且通常与高强度甜味剂结合使用。 它们也被添加到口香糖中，因为它们不会被口腔中的细菌分解或代谢成酸，因此不会导致蛀牙。 麦芽糖醇、山梨糖醇、木糖醇、赤藓糖醇和异麦芽酮糖醇是常见的糖醇。

术语多元醇用于分子主链的各种化学。 多元醇可与二异氰酸酯或多异氰酸酯反应生成聚氨酯。 MDI 在 PU 泡沫生产中有相当大的用途。 聚氨酯用于制造床垫和座椅的软质泡沫、冰箱和冰柜的硬质泡沫绝缘材料、弹性鞋底、纤维（例如氨纶）、涂料、密封剂和粘合剂。

术语多元醇也归因于其他含有羟基的分子。 例如，聚乙烯醇是具有 n 个羟基的 (CH2CHOH)n，其中 n 可以是数千。 纤维素是一种含有许多羟基的聚合物，但它不被称为多元醇。

有基于可再生资源的多元醇，例如基于植物的材料，包括蓖麻油。 植物油和生物质也是潜在的可再生多元醇原料。

由于通用术语多元醇仅源自化学命名法，仅表示存在多个羟基，因此无法将共同属性分配给所有多元醇。 然而，由于氢键作用，多元醇在室温下通常具有高粘性（聚合时）到固体（低分子量时）。