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Les résines polyol désignent de manière générale les matières premières oligomères et polymères qui portent deux groupes hydroxyle (–OH) ou plus dans la molécule et réagissent avec les isocyanates pour former du polyuréthane. Le terme ne décrit pas une seule substance chimique ; il recouvre une vaste famille de produits comprenant les polyols polyéther, polyester, acryliques, polycarbonate, polycaprolactone et à base d’huiles végétales. Elles sont le composant principal du polyuréthane dans la production de mousses souples et rigides, de peintures, d’adhésifs, de mastics d’étanchéité, d’élastomères et de semelles de chaussures.
Les polyols polyéther sont obtenus par l’addition d’oxyde de propylène et d’oxyde d’éthylène à des amorceurs tels que le glycérol, le sorbitol, le saccharose ou des amines ; grâce à leur faible température de transition vitreuse, à leur résistance à l’hydrolyse et à leur coût économique, ils forment le groupe de polyols le plus utilisé dans les mousses souples, les mousses isolantes rigides et les élastomères. Environ 80 pour cent de la valeur du marché revient à ce groupe. Leurs types à haute fonctionnalité se distinguent dans les panneaux sandwich et l’isolation par projection.
Les polyols polyester sont produits par l’estérification de l’acide adipique ou d’acides aromatiques avec des glycols et apportent au polyuréthane dureté, résistance à l’huile et résistance mécanique ; ils sont courants dans les adhésifs, les chaussures, les revêtements et les mousses isolantes rigides. Les polyols acryliques sont la base des peintures polyuréthane bicomposant, tandis que les polyols polycarbonate et polycaprolactone sont la base des revêtements durables et des élastomères. Ces produits peuvent être fournis par ATAMAN KİMYA ; il est recommandé de contacter ATAMAN KİMYA pour les informations techniques et les demandes.
QU’EST-CE QUE LES RÉSINES POLYOL ?
Les résines polyol sont des substances oligomères, généralement liquides ou à bas point de fusion, qui contiennent deux groupes hydroxyle ou plus dans chaque molécule. Elles réagissent avec les groupes isocyanate pour donner des liaisons uréthane et forment donc le côté alcool de la chimie du polyuréthane.
De nombreuses propriétés d’un polyuréthane dépendent de la structure chimique du polyol utilisé. Le squelette de la chaîne peut être polyéther, polyester, polyacrylate, polycarbonate ou polycaprolactone ; le squelette détermine la souplesse, la résistance à l’hydrolyse, la tenue aux intempéries et la résistance mécanique.
Les polyols sont définis par des paramètres tels que l’indice d’hydroxyle, la fonctionnalité, la masse moléculaire, la masse équivalente, la teneur en eau, l’indice d’acide, la viscosité et la couleur. Les diols de fonctionnalité 2 donnent des structures linéaires et souples, ceux de fonctionnalité 3 et plus des structures réticulées et rigides.
Les polyéthers constituent la majeure partie des polyols utilisés ; les polyesters forment le deuxième groupe en importance. Les polyols acryliques, polycarbonate et polycaprolactone sont choisis pour des performances particulières dans les revêtements et les élastomères. Les polyols obtenus à partir d’huiles végétales et d’autres matières premières renouvelables augmentent également leur part.
NOMS COURANTS DES PRODUITS ET NOMS CHIMIQUES DES RÉSINES POLYOL :
Polyol
Polyol (graphie alternative)
Polyols
Polyols (graphie alternative)
Résine polyol
Résine polyol (graphie alternative)
Polyol de polyuréthane
Polyol matière première du polyuréthane
Polyol polyéther
Polyol polyéther (graphie alternative)
Polyol de polypropylène glycol
Polyol de polyoxypropylène
Polyol polyéther coiffé à l’oxyde d’éthylène
Polyol polymère
Polyol greffé SAN
Polyol polyester
Polyol polyester (graphie alternative)
Polyol polyester aliphatique
Polyol polyester aromatique
Polyol acrylique
Polyacrylate à fonction hydroxyle
Diol de polycarbonate
Polyol de polycaprolactone
Polytétraméthylène éther glycol
Polyol à base d’huile végétale
Polyol biosourcé
Polyol à base d’huile de ricin
Polyol pour mousse rigide
Polyol pour mousse souple
Oligomère à terminaisons hydroxyle
Diol, triol et tétrol
Composant polyol du polyuréthane
Les noms commerciaux varient selon le fabricant. On rencontre les séries Arcol, Voranol, Lupranol et Rokopol parmi les polyéthers, Desmophen et Stepanpol parmi les polyesters, les séries Setalux et Desmophen A parmi les polyols acryliques, Polymeg et Terathane pour le PTMEG, Capa pour les polycaprolactones, et les séries Wanol et Puranol parmi les produits d’origine extrême-orientale.
N° CAS, N° CE / EINECS ET IDENTIFICATION CHIMIQUE DES RÉSINES POLYOL
Nom du produit : Résines polyol
Abréviation courante : POP pour les polyols polymères ; PTMEG pour le polytétraméthylène éther glycol ; PCD pour les diols de polycarbonate
Nom chimique : Composés oligomères et polymères à fonction hydroxyle (polyéther, polyester, polyacrylate, polycarbonate, polycaprolactone, etc.)
Nom INCI : Il n’existe pas de nom INCI unique pour les polyols de polyuréthane industriels ; les polypropylène glycols utilisés en cosmétique sont enregistrés sous des noms INCI distincts de la forme PPG-n
N° CAS : Il n’existe pas de numéro unique ; les produits portent des numéros différents selon leur composition, par exemple 63466-93-3 figure dans la fiche de données de sécurité d’un polyol polyéther
N° CE / EINECS : S’agissant d’un polymère, aucun numéro unique n’est attribué au polyol lui-même ; les matières premières ont des numéros distincts
Formule moléculaire : Il n’existe pas de formule fixe ; pour les polyéthers à base d’oxyde de propylène, la structure générale est représentée par une chaîne –[CH2–CH(CH3)–O]n– portant des groupes hydroxyle aux extrémités
Masse moléculaire : Dépend du type de produit ; dans les produits commerciaux elle varie, à titre d’exemple, de 260 g/mol à plusieurs milliers de g/mol, et une plage de 300–8 000 g/mol est indiquée pour la série Capa
Classe chimique : Polymère et oligomère, polyol à fonction hydroxyle
Fonctions principales : Composant polyol du polyuréthane, formateur de segment souple ou rigide, liant
SOUS-FAMILLES DES RÉSINES POLYOL
Les résines polyol doivent être considérées non comme un produit unique mais comme un ensemble de sous-familles qui diffèrent par le squelette de la chaîne et le domaine d’utilisation. Les cinq sous-familles principales sont résumées ci-dessous avec leurs structures chimiques, leurs propriétés typiques et leurs domaines d’utilisation.
Les valeurs données sont des données de produits donnés en exemple publiées par les fabricants concernés et des plages issues de la littérature générale. La fiche technique de chaque produit doit servir de référence.
1. POLYOLS POLYÉTHER
Les polyols polyéther sont produits par l’addition d’oxyde de propylène et d’oxyde d’éthylène à des amorceurs tels que le glycérol, le triméthylolpropane, le sorbitol, le saccharose ou l’éthylènediamine. Le nombre d’hydroxyles de l’amorceur détermine la fonctionnalité ; elle est de 2 avec le glycol et l’eau, de 3 avec le glycérol, de 6 avec le sorbitol et peut atteindre 8 avec le saccharose.
Les groupes terminaux issus de l’oxyde de propylène sont en majorité des hydroxyles secondaires et la vitesse de réaction est faible. Dans les types coiffés à l’oxyde d’éthylène, la proportion d’hydroxyle primaire augmente ; ces types réagissent plus vite avec l’isocyanate et sont préférés dans les mousses souples, les élastomères et les revêtements.
Les polyols polymères greffés SAN contiennent un copolymère styrène-acrylonitrile dispersé en phase distincte au sein du polyéther et confèrent à la mousse souple dureté et capacité de charge. Le polytétraméthylène éther glycol (PTMEG) est un polyéther linéaire obtenu à partir du tétrahydrofurane ; il apporte résistance à l’hydrolyse et haute résilience dans les élastomères et la fibre élasthanne.
Dans la mousse rigide, on utilise des polyéthers à haute fonctionnalité à amorceurs saccharose, glycérol, amine ou Mannich. L’indice d’hydroxyle de ces types atteint plusieurs centaines de mg KOH/g et ils apportent à la mousse stabilité dimensionnelle et résistance au feu.
Exemple de données du fabricant, Arcol LG-650 (Covestro, triol polyéther) : Masse moléculaire 260 ; viscosité 820 cps (25 °C) ; densité 1,09 (20 °C) ; point d’éclair 198 °C (PMCC) ; revêtements durs, enrobage et applications de barrière thermique ; durée de conservation de 12 mois à compter de la livraison.
Exemple de données du fabricant, Arcol LHT-112 et LHT-42 (Covestro, triol polyéther) : Masse moléculaire 1 500 et 4 200 respectivement ; viscosité 280 et 700 cps (25 °C) ; densité 1,01 ; point d’éclair 198 et 169 °C ; acidifié avec une faible quantité d’acide phosphorique et adapté aux prépolymères à terminaisons isocyanate.
Exemple de données du fabricant, Arcol 11-34 (Covestro, triol polyéther coiffé à l’oxyde d’éthylène) : Masse moléculaire 4 800 ; indice d’hydroxyle 33,8–37,2 mg KOH/g ; eau au maximum 0,07 % ; indice d’acide au maximum 0,015 mg KOH/g ; couleur au maximum 50 Pt·Co ; viscosité 820 cps (25 °C) ; point d’éclair 184 °C.
Exemple de données du fabricant, Voranol 222-029 (Dow, diol polyéther à terminaisons oxyde d’éthylène) : Masse moléculaire nominale 4 000 ; haute réactivité et caractère hydrophile accru ; utilisé dans les revêtements, adhésifs, mastics d’étanchéité et élastomères.
Exemple de données du fabricant, Lupranol 4002/1 (BASF, polyol polymère greffé SAN) : Extrait sec environ 45 % ; indice d’hydroxyle 29,8 mg KOH/g ; viscosité 4 300 mPa·s (25 °C) ; eau 0,05 % ; durée de conservation d’au moins 6 mois à compter de la livraison ; mélangé aux polyéthers standard dans la mousse souple en bloc.
Exemple de données du fabricant, Polymeg 650, 1000 et 2000 (LyondellBasell, PTMEG) : Masse moléculaire 625–675, 950–1 050 et 1 900–2 100 ; indice d’hydroxyle 166,2–179,5, 106,9–118,1 et 54,7–57,5 mg KOH/g ; viscosité (40 °C) 100–200, 240–360 et 1 180–1 650 cP ; eau au maximum 150 ppm.
Exemple de données du fabricant, Desmophen 4050E-LY (Covestro, polyéther à amorceur amine) : Tétrafonctionnel ; indice d’hydroxyle 630 ± 30 mg KOH/g ; viscosité 18 500 ± 2 000 mPa·s (25 °C) ; masse volumique environ 1,02 g/cm³ ; stratification continue et applications par projection dans la mousse rigide ; 12 mois à 10–35 °C.
Le polyol de Mannich propoxylé Wanol R2470M (Wanhua) est recommandé pour les mousses rigides à haute résistance au feu, les mousses projetées et les panneaux de bâtiment ; il est indiqué qu’il améliore la compatibilité dans les formulations au pentane. Le Voranol RN 411 (Dow) est présenté comme un polyol de base polyvalent à haute fonctionnalité pour la stratification continue, la mousse en bloc et l’isolation de tuyaux.
Selon les études de marché, le marché mondial des polyols est d’environ 40,1 milliards de dollars en 2024 et d’environ 42 milliards de dollars en 2025. Les polyols polyéther ont représenté environ 31,9 milliards de dollars en 2024, soit environ 80 % du total, et la mousse de polyuréthane souple a été la plus grande application avec 39,2 %.
Principaux domaines d’utilisation :
• Mousse souple en bloc et moulée, meubles, matelas et sièges automobiles
• Mousse isolante rigide, panneaux sandwich, mousse projetée et isolation de tuyaux
• Élastomères, fibre élasthanne, adhésifs et mastics d’étanchéité
• Adhésifs en phase aqueuse, produits de remplissage de joints, enrobage et revêtements de sol
Points forts :
• Faible température de transition vitreuse et souplesse à basse température
• Bonne résistance à l’hydrolyse en milieu basique et faible viscosité
• Large plage de fonctionnalité et coût économique
Limites :
• Résistance limitée aux huiles, aux carburants et aux solvants apolaires
• Résistance mécanique des types à base d’oxyde de propylène inférieure à celle du polyester et du PTMEG
• Besoin d’antioxydants en raison de la sensibilité à la dégradation thermique et oxydative
2. POLYOLS POLYESTER
Les polyols polyester sont produits par la polycondensation d’acides dicarboxyliques aliphatiques tels que l’acide adipique ou aromatiques tels que les acides phtalique et téréphtalique avec l’éthylène glycol, le diéthylène glycol, le 1,4-butanediol, le néopentylglycol et le triméthylolpropane. L’eau libérée lors de la réaction est éliminée et l’indice d’acide est maintenu bas.
Comparés aux polyéthers, les polyesters confèrent au polyuréthane une dureté plus élevée, une meilleure résistance à la traction et à la déchirure, une résistance à l’huile et aux solvants et une meilleure stabilité à l’oxydation thermique. Leur résistance à l’usure par glissement et à la fatigue en flexion est également élevée.
Le point faible est la stabilité hydrolytique ; la liaison ester peut se rompre avec le temps en milieu chaud, humide et surtout basique. L’acide résiduel et le catalyseur d’estérification accélèrent cet effet. Les glycols portant un groupe méthyle latéral ou à base de néopentylglycol protègent stériquement la liaison ester et augmentent la résistance.
Les polyols polyester ramifiés sont utilisés dans les revêtements bicomposant en phase solvant, tandis que les polyols polyester aromatiques sont utilisés dans les mousses isolantes rigides de polyuréthane et de polyisocyanurate. Les types obtenus par glycolyse du PET recyclé entrent également dans ce groupe.
Exemple de données du fabricant, Desmophen 1200 (Covestro, polyester légèrement ramifié) : Indice d’hydroxyle 150–174 mg KOH/g (teneur en hydroxyle 4,7–5,3 %) ; indice d’acide au maximum 4 ; viscosité 16 000–31 000 mPa·s (23 °C) ; eau au maximum 0,1 % ; couleur au maximum 150 Hazen ; masse équivalente environ 340.
Exemple de données du fabricant, Desmophen 1800 (Covestro, polyester légèrement ramifié) : Indice d’hydroxyle 57–63 mg KOH/g (teneur en hydroxyle 1,73–1,91 %) ; indice d’acide au maximum 2 ; viscosité 19 000–24 000 mPa·s (23 °C) ; eau au maximum 0,05 % ; masse équivalente environ 935 ; revêtements souples pour caoutchouc et plastique avec le Desmodur L.
Exemple de données du fabricant, Desmophen 60WB01 FL (Covestro, polyester pour mousse souple en bloc) : À base d’acide adipique, de diéthylène glycol et de triméthylolpropane ; indice d’hydroxyle 57–63 mg KOH/g ; viscosité 17 400–21 600 mPa·s (25 °C) ; masse volumique 1,19 g/cm³ ; eau au maximum 0,05 % ; faible tendance à l’embuage ; 12 mois à 20–35 °C.
Le Desmophen 800 EA (Covestro) est un polyester en phase solvant fortement ramifié, utilisé dans les revêtements polyuréthane bicomposant à séchage rapide et dans le secteur du bois et du meuble. Le Stepanpol PS-2352 (Stepan) est un polyol polyester aromatique destiné à l’isolation en panneaux de polyisocyanurate, à forte teneur en aromatiques, pureté élevée et faible viscosité.
Le Desmophen 1200 de ce groupe est généralement compatible avec la plupart des qualités acryliques, polyéther, polyester et Desmodur ; avec le Desmodur L, HL ou IL, il donne des revêtements souples pour métal, bois et plastique. La compatibilité du mélange doit être testée avant l’utilisation.
La résistance à l’hydrolyse peut être augmentée par le choix du glycol. L’adipate de 2-méthyl-1,3-propanediol (MPO) atteint la résistance à l’hydrolyse de l’adipate de néopentylglycol grâce à la protection stérique de la liaison ester par le groupe méthyle latéral ; le remplacement partiel du 1,4-butanediol et du 1,6-hexanediol par du MPO augmente aussi la résistance.
Les polyesters en phase solvant sont dilués avec des esters, des cétones, des éther-esters et des aromatiques ; les solvants utilisés doivent être de qualité PU et l’eau doit être inférieure à 0,05 %. Les alcools réagissent avec le polyester et ne sont donc pas utilisés comme diluants.
Selon l’usage visé, l’indice d’hydroxyle est déterminant. Les types linéaires à faible indice d’hydroxyle donnent des films souples et mous et des élastomères, tandis que les types ramifiés à indice d’hydroxyle élevé donnent des revêtements durs et réticulés. Lorsque l’indice d’acide est maintenu bas, la stabilité avec l’isocyanate et la résistance à l’hydrolyse augmentent.
Sur le marché européen des polyols, la part des polyols polyester en 2025 a été indiquée à environ 36,5 % et celle des polyéthers à environ 63,5 %.
Principaux domaines d’utilisation :
• Adhésifs polyuréthane sans solvant et en phase solvant, contrecollage
• Semelles de chaussures, TPU et élastomères microcellulaires
• Revêtements polyuréthane bicomposant, peintures pour bois et plastique
• Isolation rigide en panneaux PIR et mousse souple polyester en bloc
Points forts :
• Haute résistance à la traction, à la déchirure et à l’abrasion
• Bonne résistance aux huiles, aux graisses et aux solvants
• Haute stabilité à l’oxydation thermique et grande souplesse de formulation
Limites :
• Sensibilité à l’hydrolyse en milieu humide et basique
• Viscosité et point de fusion plus élevés que ceux des polyéthers
• Tendance au durcissement à basse température
3. POLYOLS ACRYLIQUES
Les polyols acryliques sont des polyacrylates à fonction hydroxyle obtenus par copolymérisation radicalaire en solution de (méth)acrylate d’hydroxyalkyle, de (méth)acrylate d’alkyle et, généralement, de moins de 20 % en poids de styrène. Ils sont fournis en solution dans des solvants tels que l’acétate de butyle et le xylène.
La teneur en hydroxyle, la température de transition vitreuse et la masse moléculaire sont ajustées ensemble. Dans les types à haut extrait sec, l’indice d’hydroxyle est d’environ 140–175 mg KOH/g, et dans les types à extrait sec moyen il se situe entre 80 et 120 mg KOH/g. Maintenir la masse moléculaire sous environ 2 000 Mn réduit le besoin en solvant.
Avec des polyisocyanates aliphatiques, par exemple le trimère de HDI, le biuret ou le trimère d’IPDI, ils donnent une peinture polyuréthane bicomposant. Le film conserve son brillant, ne jaunit pas au soleil et résiste au solvant et à l’essence ; il se distingue dans la réfection automobile, le meuble industriel et les revêtements industriels généraux.
Les agents de réticulation à base de HDI à faible viscosité assurent un séchage rapide et des films durs et souples. Pour un polyol acrylique à Tg élevée, la Tg théorique était de 75 °C alors que la valeur mesurée s’est révélée de 28 °C ; cet écart important signifie une grande dureté latente et un faible besoin en solvant.
Un polyol acrylique à faible Tg peut agir comme un diluant réactif. Dans une étude, l’émission de solvant a été ramenée sous 1,0 lb/gal (environ 120 g/L) avec un polyol acrylique liquide sans solvant ; la durée pratique d’utilisation estimée était d’environ 3 heures et le temps de séchage final de 135 minutes.
Exemple de données du fabricant, Setalux D A 365 BA/X (allnex) : Teneur en hydroxyle 4,5 % (sur la matière non volatile) ; peintures polyuréthane bicomposant avec les Desmodur N et N 3390 ; peintures de réfection automobile séchant à l’air ; durée de conservation d’au moins 730 jours.
Exemple de données du fabricant, Desmophen A 365 BA/X (Covestro, polyacrylate porteur d’hydroxyle) : Co-réactif dans les peintures polyuréthane bicomposant ; bonne tenue du brillant, stabilité aux intempéries, solidité à la lumière, résistance au farinage et résistance au solvant et à l’essence.
Exemple de données du fabricant, Desmophen A 450 BA/X (polyacrylate à fonction hydroxyle) : Indice d’hydroxyle 33 mg KOH/g (0,8–1,2 %) ; indice d’acide 2–6 mg KOH/g ; extrait sec 48–52 % ; solvant acétate de n-butyle et xylène ; viscosité 3 500–5 500 cP (23 °C) ; revêtement de meuble industriel à séchage rapide.
Dans un vernis appliqué à environ 66 microns (2,6 mil) sur une base automobile blanche, le système de polyol acrylique sans solvant a donné, après 336 heures de vieillissement accéléré, une tenue aux intempéries comparable à celle de la référence commerciale à haute teneur en COV et a formé un film plus dur. Dans les conditions sévères de QUV-B sans absorbeur d’UV, le système commercial a mieux résisté, mais a davantage jauni.
Les limites de COV dans les réglementations environnementales sont données entre 3,5 et 2,1 lb/gal (environ 420 et 250 g/L) ; les polyols acryliques à haut extrait sec et sans solvant gagnent donc en importance.
Dans la peinture automobile, il peut être utilisé en mélange avec d’autres polyols polyacrylates. La quantité de polyisocyanate est calculée d’après la teneur en hydroxyle du polyol ; les propriétés du film sont sensibles au rapport NCO/OH, à la Tg du polyol et aux conditions de séchage.
Dans les peintures monocomposant au four, le polyol acrylique est réticulé avec la mélamine ; dans les systèmes en phase aqueuse, on utilise des types dispersibles dans l’eau à groupes carboxyle neutralisés.
Principaux domaines d’utilisation :
• Réfection automobile et vernis automobiles
• Meubles industriels et revêtements pour bois
• Peintures industrielles générales et de protection des métaux
• Surfaces plastiques et couches de finition très brillantes
Points forts :
• Durabilité exceptionnelle en extérieur et tenue du brillant
• Séchage rapide et large compatibilité avec les solvants
• Tg et teneur en hydroxyle ajustables
Limites :
• Souplesse et résistance au choc limitées par rapport aux polyesters
• Émission de COV dans les types en phase solvant et augmentation de la viscosité à haut extrait sec
• Durée pratique d’utilisation limitée après la préparation du mélange
4. DIOL DE POLYCARBONATE ET POLYOLS DE POLYCAPROLACTONE
Le diol de polycarbonate est un polyol aliphatique linéaire portant des liaisons carbonate dans sa chaîne principale. Il confère aux polyuréthanes une haute résistance à l’hydrolyse, à la chaleur, aux produits chimiques, aux intempéries et aux UV ; le jaunissement est faible et le brillant est bien conservé.
Leur absorption d’eau est faible et leur stabilité hydrolytique est parmi les plus élevées des groupes de polyols. Leurs performances diminuent en milieu basique. Ils sont préférés dans les dispersions en phase aqueuse, les revêtements d’extérieur et les polyuréthanes thermoplastiques.
Les polyols de polycaprolactone sont obtenus par polymérisation par ouverture de cycle de l’ε-caprolactone. L’indice d’acide est faible, la distribution des masses moléculaires est étroite et la viscosité est inférieure à celle des polyesters à base d’adipate. Le choix du diol amorceur ajuste les propriétés finales.
Comparés aux polyesters d’adipate, ils résistent mieux à l’hydrolyse, aux intempéries et aux basses températures ; leur résistance à l’huile, au carburant et aux solvants ainsi qu’à la coupure, à la déchirure et à la fatigue en flexion est également élevée.
Exemple de données du fabricant, Desmophen C 1200 (Covestro, polyester polycarbonate aliphatique linéaire) : Teneur en hydroxyle 1,7 ± 0,2 % (indice d’hydroxyle environ 56,1 mg KOH/g) ; indice d’acide environ 0,1 ; viscosité 16 500 ± 2 500 mPa·s (23 °C) ; eau environ 0,05 % ; couleur au maximum 120 Hazen ; masse équivalente environ 1 000.
Pour le Desmophen C 1200, la masse volumique est d’environ 1,10 g/ml à 20 °C. La température de congélation est d’environ 15 °C et il peut cristalliser à 15 °C et en dessous ; les cristaux sont fondus par un chauffage prudent à 60 °C au maximum. Il est stocké dans le récipient d’origine fermé à 0–30 °C, et le fabricant indique une conformité aux spécifications pendant 12 mois.
Le produit peut être dilué avec des esters, des cétones, des hydrocarbures aromatiques et des éther-esters ; avec des polyisocyanates, il est utilisé dans les revêtements et mastics d’étanchéité d’intérieur et d’extérieur, les intérieurs de matériel ferroviaire et les applications automobiles.
Exemple de données du fabricant, série Capa (Perstorp, polycaprolactone) : Sans solvant et liquide à température ambiante ; indice d’acide inférieur à 1 mg KOH/g ; masse moléculaire 300–8 000 g/mol ; di-, tri- et tétrafonctionnel. Diol Capa 2043 (400 g/mol, indice d’hydroxyle 280, 240 mPa·s) ; triol Capa 3050 (540 g/mol, 310, 1 190 mPa·s).
Exemple de données du fabricant, Capa 3091 et 4101 (Perstorp) : Triol Capa 3091 de 900 g/mol, indice d’hydroxyle 183, viscosité 1 246 mPa·s ; tétrol Capa 4101 de 1 000 g/mol, indice d’hydroxyle 218, viscosité 1 850 mPa·s (23 °C). Dans une présentation du fabricant, l’ajout de Capa 3050 réduirait les COV d’environ 25 g/L à viscosité d’application identique.
Grâce à leur compatibilité avec les acryliques et les polyesters, les polyols Capa donnent un brillant élevé et un faible voile ; la dureté finale, la résistance chimique et la durabilité en extérieur sont bonnes. Selon la présentation du fabricant, la résistance aux rayures et à l’abrasion augmente dans les systèmes bicomposant et la tenue du brillant sous UV-B s’améliore.
Dans les systèmes monocomposant à la mélamine, les Capa 2054 (indice d’hydroxyle 204, 550 g/mol) et Capa 2085 (135, 830 g/mol) augmentent la souplesse et la résistance au choc ; l’effet dépend à la fois de la quantité et de la longueur de chaîne. La récupération du brillant après rayure est également améliorée.
Le Capa 2054 (Ingevity) est un diol de polycaprolactone standard de faible masse moléculaire à terminaisons hydroxyle primaire, recommandé dans les adhésifs polyuréthane en phase aqueuse, en phase solvant et thermofusibles, l’automobile et la chaussure.
Principaux domaines d’utilisation :
• Vernis d’extérieur et automobiles
• Dispersions de polyuréthane en phase aqueuse
• TPU hautes performances et élastomères coulés
• Revêtements et adhésifs bicomposant à faible teneur en COV
Points forts :
• Résistance exceptionnelle à l’hydrolyse, aux intempéries et aux UV
• Faible jaunissement, haute tenue du brillant et résistance aux rayures
• Faible indice d’acide et distribution étroite des masses moléculaires
Limites :
• Coût plus élevé que celui des polyéthers standard et des polyesters d’adipate
• Cristallisation à basse température et besoin de chauffage avant l’utilisation (pour les types polycarbonate)
• Sensibilité au milieu basique pour les types polycarbonate
5. POLYOLS À BASE D’HUILES VÉGÉTALES ET BIOSOURCÉS
Les polyols à base d’huiles végétales sont obtenus à partir de matières premières renouvelables, facilement disponibles et biodégradables. L’huile de ricin porte naturellement des hydroxyles ; environ 87 % de ses acides gras sont de l’acide ricinoléique et son indice d’hydroxyle est d’environ 160 mg KOH/g.
Les huiles telles que le soja, le colza et le tournesol sont transformées chimiquement en polyols. La voie la plus courante est l’époxydation des doubles liaisons et l’ouverture du cycle par un alcool, l’eau ou un acide. L’ozonolyse, l’hydroformylation et la réduction, ainsi que la transestérification avec le glycérol ou le pentaérythritol sont d’autres voies.
L’huile de ricin peut être utilisée directement dans certaines mousses souples ; sa longue chaîne latérale apporte souplesse et résistance à l’hydrolyse. L’époxydation et l’ouverture de cycle donnent principalement des hydroxyles secondaires ; par éthoxylation, ces groupes peuvent être convertis en hydroxyle primaire.
L’ozonolyse produit des hydroxyles aux extrémités et abaisse la masse moléculaire, ce qui augmente la Tg et la résistance mécanique. Lors de la transestérification, le pentaérythritol est thermiquement plus stable que le glycérol et élève l’indice d’hydroxyle.
Pour la mousse souple, l’indice d’hydroxyle est d’environ 28–56 mg KOH/g avec une fonctionnalité d’environ 3, et pour la mousse rigide l’indice d’hydroxyle dépasse 200 mg KOH/g avec une fonctionnalité de 3–6. Les valeurs publiées varient selon l’huile ; le polyol de soja atteint environ 235, celui à base de palme environ 102 et certains polyols de colza 387 mg KOH/g.
La viscosité du polyol de soja à 22 °C peut être de 1,4 à 3,5 fois celle d’un polyol d’origine pétrolière. Cela affecte le mélange et la structure cellulaire. La miscibilité avec les polyols d’origine pétrolière et la vitesse de réaction sont également suivies dans la formulation.
Dans une étude réalisée en Turquie, des polyols ont été obtenus à partir d’huiles de colza, de coton, de tournesol, de maïs, de noisette et de soja ; à l’indice d’hydroxyle le plus adapté, les pores ont été signalés comme homogènes et ouverts et la structure de réticulation comme solide.
À faible indice d’hydroxyle, les pores sont fermés et mous, et à indice d’hydroxyle élevé le matériau devient cassant. Dans les polyols à base de caméline et d’huile d’olive, la structure de réticulation, la résistance mécanique et la conductivité thermique ont été affectées négativement.
Les polyols d’huile de ricin modifiés au phosphore augmentent la résistance au feu. Une conductivité thermique d’environ 0,045 W/m·K a été rapportée pour une mousse rigide à base d’huile de ricin. En Europe, les objectifs de durabilité augmentent la production de polyols renouvelables.
Exemple de données du fabricant, BioPTMG (Mitsubishi Chemical, présenté en 2024) : Polytétraméthylène éther glycol d’origine végétale ; teneur en biomasse supérieure à 92 %. Pour les polyols Carnol à base de CO₂ de Changhua Chemical, une émission de gaz à effet de serre inférieure de 20 à 30 % a été rapportée.
Exemple de données du fabricant, Pluracol 1062 BMBCERT ISCC+ (BASF, polyol polyéther) : Certifié ISCC+ par bilan massique ; la fiche de données de sécurité indique qu’aucune classification SGH n’est requise ; point d’éclair supérieur à 94 °C ; stocké à 16–27 °C, à l’abri de l’humidité.
Dans la mousse rigide, le remplacement complet du polyol d’origine pétrolière est limité ; les chaînes d’huile pendantes peuvent agir comme plastifiants. Dans une mousse à base de polyol de soja, la conductivité thermique est passée d’environ 24 à 30,5 mW/(m·K) en 150 jours.
Principaux domaines d’utilisation :
• Mousse souple, meubles, matelas et sièges automobiles
• Mousse isolante rigide, panneaux de toiture et de réfrigérateur
• Revêtements, adhésifs et élastomères
• Produits à bilan massique visant la durabilité
Points forts :
• Matière première renouvelable et empreinte carbone réduite
• Souplesse et caractère hydrophobe issus des longues chaînes latérales
• Possibilité de mélange avec les polyols d’origine pétrolière
Limites :
• Fluctuation du prix des matières premières et de l’approvisionnement
• Viscosité élevée et réactivité limitée
• Risque de baisse de la performance d’isolation à long terme dans la mousse rigide
STRUCTURE CHIMIQUE ET PROPRIÉTÉS MOLÉCULAIRES DES RÉSINES POLYOL
Le groupe fonctionnel de base d’un polyol est l’hydroxyle (–OH). L’hydroxyle primaire (–CH2–OH) en bout de chaîne est plus réactif que l’hydroxyle secondaire (–CH(R)–OH). Les extrémités issues de l’oxyde de propylène sont secondaires, tandis que celles issues du coiffage à l’oxyde d’éthylène ou du tétrahydrofurane sont des hydroxyles primaires.
La structure du squelette détermine le comportement. La liaison éther d’un polyéther est souple et résistante à l’hydrolyse, et la température de transition vitreuse est basse. La liaison ester d’un polyester est polaire, forme des liaisons hydrogène et apporte de la dureté. Le polycarbonate contient la liaison carbonate, et le polyacrylate porte des esters d’hydroxyalkyle pendants sur un squelette carbone-carbone.
La fonctionnalité est le nombre d’hydroxyles par chaîne. L’indice d’hydroxyle (mg KOH/g) se calcule par la relation d’environ 56 100 × fonctionnalité ÷ masse moléculaire ; la masse équivalente est 56 100 ÷ indice d’hydroxyle. Par exemple, la masse équivalente d’un polyol d’indice d’hydroxyle 60 est d’environ 935.
La polarité dépend du squelette. À mesure que la proportion d’oxyde d’éthylène augmente, un polyéther devient hydrophile ; le PTMEG et les polyesters sont insolubles dans l’eau, tandis que les polyols acryliques se présentent en solution dans des solvants esters et cétones.
Les oxygènes des hydroxyles et des éthers liant l’eau, les polyols sont hygroscopiques. L’eau donnant du dioxyde de carbone avec l’isocyanate, la teneur en eau est un paramètre de qualité important. Dans les polyéthers, le catalyseur basique résiduel est neutralisé à l’acide phosphorique.
PROPRIÉTÉS PHYSIQUES ET CHIMIQUES DES RÉSINES POLYOL
Aspect physique : Les polyols polyéther sont des liquides clairs et visqueux ; le PTMEG est un solide blanc cireux à température ambiante ; les polyols polyester sont des liquides visqueux d’incolore à jaune pâle ; les polyols acryliques sont des solutions en phase solvant ; le diol de polycarbonate est un liquide pouvant cristalliser sous 15 °C
Caractère chimique : À fonction hydroxyle, hygroscopique ; réagit avec les isocyanates, les mélamines et les anhydrides ; stocké fermé et au sec
Formule moléculaire : Il n’existe pas de formule fixe ; elle est constituée d’unités répétitives éther, ester, carbonate ou acrylique selon le squelette
Masse moléculaire : Dépend du type de produit ; dans les produits donnés en exemple, elle varie de 260 g/mol à environ 11 000 g/mol
N° CAS : Il n’existe pas de numéro unique ; il varie selon la composition du produit
N° CE / EINECS : S’agissant d’un polymère, il n’existe pas de numéro unique
Indice d’hydroxyle : Dans les produits donnés en exemple, environ 30–630 mg KOH/g pour les polyéthers ; 57–174 pour les polyesters ; 135–310 pour les polycaprolactones ; environ 56 pour le diol de polycarbonate ; 33–175 pour les polyols acryliques
Fonctionnalité : 2–8 pour les polyéthers ; 2 et plus pour les polyesters, plus élevée dans les types ramifiés ; di-, tri- et tétrafonctionnel dans la série Capa
Masse volumique : Dans les produits donnés en exemple, environ 1,0–1,2 g/cm³ ; 1,01–1,09 pour les triols polyéther, 1,10–1,19 pour le polyester et le polycarbonate
Viscosité : Dans les triols polyéther donnés en exemple 280–820 cps (25 °C) ; 4 300 mPa·s pour le polyol polymère greffé SAN ; 16 000–31 000 mPa·s (23 °C) pour les polyesters ; 3 500–5 500 cP pour les solutions de polyols acryliques
Indice d’acide : Très bas dans les polyéthers, au maximum 0,015 mg KOH/g ; environ 0,1 dans le diol de polycarbonate ; inférieur à 1 dans les polycaprolactones ; jusqu’à un niveau de 2–6 dans les polyols polyester et acryliques
Teneur en eau : Dans les polyéthers et les polyesters, à titre d’exemple, au maximum 0,05–0,1 % ; au maximum 150 ppm dans le PTMEG
Couleur : À titre d’exemple, au maximum 50 Pt·Co dans les polyéthers ; 120–150 Hazen dans les polyesters et le polycarbonate ; au maximum 40 APHA dans le PTMEG
Extrait sec : À titre d’exemple, environ 48–52 % dans les solutions de polyols acryliques ; environ 100 % dans les autres polyols
Point d’éclair : 169–198 °C (PMCC) dans les triols polyéther ; plus bas dans les solutions acryliques et polyester en phase solvant, selon le solvant
Solubilité dans l’eau : Le PTMEG et les polyesters sont insolubles ; les polyéthers à forte proportion d’oxyde d’éthylène sont compatibles avec l’eau
Décomposition : Hydrolyse dans les polyesters, dégradation thermique et oxydative dans les polyéthers ; à la combustion il se forme du monoxyde de carbone, du dioxyde de carbone et, dans les produits contenant de l’azote, des oxydes d’azote
Réactivité : Réagit avec l’isocyanate ; incompatible avec les acides, les oxydants et les isocyanates
Brève description des propriétés physiques
Pour les polyols, l’indice d’hydroxyle, la fonctionnalité, l’eau, l’indice d’acide, la viscosité et la couleur sont les paramètres les plus suivis. Ces valeurs variant selon le fabricant et le lot, la fiche technique de chaque produit doit servir de référence.
COMMENT LES RÉSINES POLYOL FONCTIONNENT-ELLES AU NIVEAU MOLÉCULAIRE ?
L’oxygène hydroxyle du polyol attaque de manière nucléophile l’atome de carbone du groupe isocyanate ; la liaison uréthane (–NH–CO–O–) se forme par transfert de proton. La réaction ne donne aucun sous-produit et relie les chaînes bout à bout.
La vitesse de réaction est ajustée avec des catalyseurs amine tertiaire et étain. Les hydroxyles primaires réagissant plus vite, les polyéthers à terminaisons oxyde d’éthylène donnent une haute réactivité.
La fonctionnalité détermine la structure du réseau. Un polyol difonctionnel et un diisocyanate forment une chaîne linéaire, tandis qu’un polyol de fonctionnalité trois ou plus forme un réseau réticulé. Le polyol fournit le segment souple, et l’isocyanate et l’allongeur de chaîne fournissent le segment rigide ; les deux segments donnent à l’élastomère sa résistance par séparation de phases.
L’eau restant dans le polyol donne d’abord de l’acide carbamique avec l’isocyanate, puis de l’amine et du dioxyde de carbone. Le dioxyde de carbone gonfle la mousse, tandis que l’amine forme de l’urée avec l’isocyanate. Dans les revêtements, cette réaction provoque des bulles ; la teneur en eau est donc strictement contrôlée.
Dans les polyesters, les liaisons ester polaires relient les chaînes par liaisons hydrogène ; la dureté et la résistance mécanique en proviennent. L’eau peut scinder la liaison ester en acide et alcool, et l’acide libéré accélère la dégradation. Dans les polyéthers, l’oxygène éther assure une chaîne souple.
Dans les polyols acryliques, les hydroxyles sont répartis le long de la chaîne et une même chaîne est liée par plusieurs isocyanates. Avec la mélamine, l’éthérification a lieu en présence d’un catalyseur acide et du méthanol est libéré.
DANS QUELS SECTEURS LES RÉSINES POLYOL SONT-ELLES UTILISÉES ?
Meubles et matelas : Mousse souple en bloc et moulée, sièges et coussins
Isolation, construction et réfrigération : Mousse rigide de polyuréthane et de polyisocyanurate, panneaux sandwich, mousse projetée, isolation de tuyaux et de réfrigérateurs
Automobile : Mousse de siège, vernis, peinture de réfection, mastics d’étanchéité et élastomères
Peinture et revêtement : Peintures polyuréthane bicomposant ; revêtements de surfaces en bois, métal et plastique
Adhésifs et mastics d’étanchéité : Applications de contrecollage, d’emballage, de chaussure et d’enrobage
Élastomères, chaussures et textile : Polyuréthane thermoplastique, élastomères coulés, semelles de chaussures, cuir synthétique et élasthanne
LES RÉSINES POLYOL SONT-ELLES UTILISÉES DANS LES APPLICATIONS COSMÉTIQUES, ALIMENTAIRES ET PHARMACEUTIQUES ?
Cosmétique : Les polyols de polyuréthane industriels ne sont pas utilisés comme matières premières cosmétiques. Les polypropylène glycols utilisés en cosmétique sont des qualités spéciales enregistrées sous des noms INCI distincts de la forme PPG-n et ne doivent pas être confondus avec les polyols industriels.
Alimentaire : Ils ne sont pas utilisés directement comme additifs alimentaires. Les résines polyuréthane et les composants d’adhésifs dans les applications au contact des aliments sont évalués aux États-Unis selon des dispositions telles que 21 CFR 177.1680 et 175.105 ; chaque composant doit être listé, être GRAS ou être approuvé par notification.
Un fabricant de PTMEG indique que son produit est un additif indirect acceptable au titre de 177.1680, 175.105, 177.1590 et 177.2600 ; certains fabricants ne jugent l’usage au contact des aliments possible que sur approbation écrite. La conformité européenne et turque doit être vérifiée produit par produit.
Pharmaceutique : Ils ne sont pas utilisés comme principe actif ni comme excipient. Si un usage tel que l’emballage pharmaceutique, un dispositif médical ou un implant est envisagé, des documents spécifiques au produit, des essais de biocompatibilité et l’approbation écrite du fabricant sont nécessaires.
APPLICATIONS INDUSTRIELLES DES RÉSINES POLYOL
Dans la mousse souple, un triol polyéther d’environ 3 000–6 000 g/mol est moussé avec de l’eau, un catalyseur, un tensioactif silicone et de l’isocyanate. Le polyol polymère apporte dureté et capacité de charge.
Dans la mousse isolante rigide, des polyéthers à amorceurs saccharose, sorbitol, amine ou Mannich sont mélangés à des polyesters aromatiques ; le mélange donne une faible conductivité thermique, une stabilité dimensionnelle et une résistance au feu.
Dans les revêtements, adhésifs, mastics d’étanchéité et élastomères, les polyols acryliques, polyester et polycarbonate sont le composant principal des systèmes bicomposant. Le PTMEG et les polyols polyester se distinguent dans la production d’élastomères coulés et d’élasthanne, et les polyols polyester dans les adhésifs de contrecollage.
POINTS À CONSIDÉRER LORS DE L’UTILISATION DES RÉSINES POLYOL
• La fiche technique et la fiche de données de sécurité du fabricant doivent être lues avant l’utilisation
• Les polyols sont hygroscopiques ; les récipients doivent rester fermés, la teneur en eau doit être suivie et des solvants de qualité PU dont l’eau est inférieure à 0,05 % doivent être utilisés
• La quantité d’isocyanate doit être calculée d’après l’indice d’hydroxyle et la teneur en eau, et le rapport NCO/OH doit être ajusté selon la recommandation du fabricant
• Les substances réactives comme l’alcool et l’eau ne doivent pas être utilisées comme diluants ; dans les polyols polyester, les alcools réagissent avec le produit
• La viscosité augmente à basse température ; le PTMEG et le diol de polycarbonate doivent être chauffés avec précaution si nécessaire
• L’isocyanate peut sensibiliser les voies respiratoires ; la zone de travail doit être ventilée et des équipements de protection individuelle doivent être utilisés
• L’approbation écrite du fabricant doit être obtenue pour les usages au contact des aliments, de l’eau potable, des cosmétiques, des produits médicaux et des jouets
APPROCHES DE FORMULATION DE DÉPART POUR LES RÉSINES POLYOL
Les approches de cette section sont de courts exemples de départ montrant comment la famille de produits peut être évaluée dans les domaines des revêtements, de la mousse rigide et de la mousse souple. Les exemples ne sont pas des recettes commerciales vérifiées ni des formules définitives ; les proportions sont destinées à des essais préliminaires en laboratoire, et le total de chaque formule est de 100 %.
Les quantités de catalyseur, d’eau et d’isocyanate sont déterminées avec la recommandation du fabricant d’après l’indice d’hydroxyle et la teneur en eau du polyol. L’isocyanate pouvant sensibiliser les voies respiratoires, des contrôles de sécurité au travail et de conformité réglementaire doivent être effectués pour chaque application.
EXEMPLE 1 : EFFET DU RAPPORT NCO/OH SUR LA DURETÉ ET LE TEMPS DE SÉCHAGE DANS UN REVÊTEMENT BICOMPOSANT AU POLYOL ACRYLIQUE
Objectif : Suivre l’effet du rapport NCO/OH sur la dureté, le temps de séchage et la résistance aux solvants dans une couche de finition composée d’un polyol acrylique à fonction hydroxyle et d’un polyisocyanate aliphatique.
Approche de départ (couche de finition blanche) :
Solution de polyol acrylique (environ 50 % d’extrait sec) : environ 48,0 %
Dioxyde de titane : environ 22,0 %
Mélange de solvants (acétate de butyle et xylène) : environ 14,5 %
Durcisseur polyisocyanate aliphatique : environ 13,0 %
Paquet d’additifs absorbeur d’UV et stabilisant à la lumière : environ 1,0 %
Additif d’étalement et de surface : environ 1,0 %
Solution de catalyseur à l’étain : environ 0,5 %
Approche d’application :
• Le rapport NCO/OH est balayé à environ 0,9, 1,0 et 1,1 ; le durcisseur est ajouté juste avant l’emploi et la peinture est appliquée pendant la durée pratique d’utilisation.
• Le film durcit à température et humidité constantes ; le temps de séchage, la dureté, le brillant et la résistance au frottement au solvant sont suivis dans le temps.
• Une ventilation et une protection des yeux, des mains et des voies respiratoires sont utilisées contre les vapeurs de solvant et d’isocyanate.
EXEMPLE 2 : EFFET DU RAPPORT POLYOL POLYÉTHER / POLYESTER AROMATIQUE SUR LA CONDUCTIVITÉ THERMIQUE DANS UNE MOUSSE ISOLANTE RIGIDE
Objectif : Suivre l’effet du rapport entre le polyéther à haute fonctionnalité et le polyol polyester aromatique dans une mousse isolante rigide de polyuréthane sur la réactivité, la structure cellulaire et la conductivité thermique.
Approche de départ :
Mélange de polyols (polyéther et polyester aromatique) : environ 36,0 %
Retardateur de flamme : environ 4,0 %
Eau : environ 0,4 %
Catalyseur amine : environ 0,8 %
Tensioactif silicone : environ 0,8 %
Agent d’expansion (pentane) : environ 3,5 %
Isocyanate polymérique : environ 54,5 %
Approche d’application :
• Le rapport polyéther/polyester est essayé à environ 70/30, 50/50 et 30/70 ; le côté polyol est prémélangé et sa teneur en eau est mesurée.
• Les composants sont mélangés à température contrôlée et coulés dans un moule ; les temps de crème, de gel et de montée, la masse volumique et la conductivité thermique sont suivis.
• La résistance à la compression, la stabilité dimensionnelle et le comportement au feu sont évalués ; une ventilation et une protection sont assurées pour l’agent d’expansion inflammable et l’isocyanate.
EXEMPLE 3 : EFFET DU TAUX DE POLYOL POLYMÈRE SUR LA DURETÉ ET LA CAPACITÉ DE CHARGE DANS UNE MOUSSE SOUPLE EN BLOC
Objectif : Suivre l’effet du rapport entre le polyol polyéther et le polyol polymère greffé SAN dans une mousse souple de polyuréthane en bloc sur la dureté, la capacité de charge et l’ouverture des cellules.
Approche de départ :
Triol polyéther : environ 44,0 %
Polyol polymère greffé SAN : environ 19,0 %
Isocyanate : environ 33,5 %
Eau : environ 2,6 %
Tensioactif silicone : environ 0,6 %
Catalyseur amine : environ 0,1 %
Catalyseur à l’étain : environ 0,2 %
Approche d’application :
• La part de polyol polymère est essayée à environ 0 %, 30 % et 50 % du polyol total ; la quantité d’isocyanate est ajustée via l’indice selon la recommandation du fabricant.
• Le mélange est rapidement mélangé et coulé en montée libre ; le temps de crème, la montée, l’affaissement et l’ouverture des cellules sont suivis.
• La masse volumique, la dureté et la déformation rémanente à la compression sont mesurées sur la mousse durcie ; une ventilation est assurée contre les vapeurs d’isocyanate.
PRODUITS SIMILAIRES ET ALTERNATIVES AUX RÉSINES POLYOL
Les types de polyols peuvent être des alternatives les uns aux autres. Les polyéthers résistent à l’hydrolyse et aux basses températures, tandis que les polyesters se distinguent par la résistance mécanique et la résistance à l’huile. Le PTMEG apporte une haute résilience et une résistance à l’abrasion dans les élastomères, tandis que la polycaprolactone et le diol de polycarbonate sont préférés dans les environnements extérieurs exigeants et humides.
Les polyéthers à terminaisons amine portent une amine au lieu de l’hydroxyle et réagissent rapidement avec l’isocyanate pour donner de la polyurée ; ils sont utilisés dans les revêtements par projection et les systèmes à durcissement rapide.
Les esters polyaspartiques sont des produits contenant des amines secondaires, comme la série Desmophen NH, et forment avec l’isocyanate aliphatique des revêtements à haut extrait sec et à séchage rapide.
Les systèmes de résine époxy et de durcisseur apportent adhérence et résistance chimique, mais peuvent présenter une tendance au farinage en extérieur. Les résines polyester sans huile à fonction hydroxyle, liées avec la mélamine et l’isocyanate, peuvent être utilisées à la place du polyol dans le laquage en continu et la peinture industrielle générale.
Aucune alternative ne remplace le polyol dans toutes les applications. La performance, le coût, la compatibilité et la réglementation doivent être évalués ensemble.
CRITÈRES DE CONTRÔLE QUALITÉ ET D’ACHAT DES RÉSINES POLYOL
• Indice d’hydroxyle et masse équivalente, par exemple selon les méthodes ASTM D4274, ISO 14900, ISO 4629-2 ou ISO 6796
• Teneur en eau (Karl Fischer, DIN 51777) et indice d’acide (ISO 2114)
• Viscosité (ISO 3219, ASTM D4878), masse volumique et couleur (Hazen, APHA)
• Fonctionnalité, distribution des masses moléculaires ; teneur en solides et stabilité de la dispersion dans les polyols polymères
• Extrait sec, solvant et teneur en hydroxyle dans les polyols acryliques ; niveau de fer et d’antioxydant dans le PTMEG
Les valeurs typiques des fabricants ne sont pas considérées comme des spécifications contraignantes tant qu’elles ne sont pas confirmées par contrat écrit. Un certificat d’analyse, une fiche de données de sécurité et une fiche technique doivent être demandés pour chaque lot.
STOCKAGE ET TRANSPORT DES RÉSINES POLYOL
Les polyols sont stockés dans le récipient d’origine bien fermé et dans un environnement sec ; étant hygroscopiques, ils sont protégés de l’humidité. Dans les produits donnés en exemple, les plages de stockage sont indiquées comme 0–30 °C, 10–35 °C, 15–60 °C et 20–35 °C ; la durée de conservation est généralement de 9–12 mois, et au moins 6 mois a été indiqué pour un polyol polymère.
À basse température, la viscosité augmente nettement. Le PTMEG est un solide cireux et est chauffé avant l’utilisation ; le diol de polycarbonate peut cristalliser à 15 °C et en dessous, et les cristaux sont fondus par un chauffage prudent à 60 °C au maximum. Les récipients en acier au carbone, acier inoxydable, HDPE, LDPE, fer-blanc et verre ont été jugés adaptés dans une fiche de données de sécurité donnée en exemple.
La classification de transport dépend du produit. Dans la fiche de données de sécurité d’un polyol polyéther donné en exemple, le produit n’est pas considéré comme une marchandise dangereuse selon les règles USDOT, IMDG et IATA. Les solutions acryliques et polyester en phase solvant peuvent relever de la classe des liquides inflammables selon le solvant ; la section 14 de la fiche de données de sécurité de chaque produit doit être vérifiée.
INFORMATIONS DE SÉCURITÉ SUR LES RÉSINES POLYOL
Les polyols polyéther ont généralement une faible toxicité et des points d’éclair élevés. La fiche de données de sécurité d’un polyol polyéther donné en exemple indique que le produit n’est pas classé selon le SGH, que le point d’éclair est supérieur à 94 °C et qu’il n’existe aucune limite d’exposition professionnelle connue.
Un fabricant de PTMEG indique que son produit est stable et de faible toxicité et qu’une légère irritation peut être observée au contact des yeux et de la peau. Dans les solutions acryliques et polyester en phase solvant, la classification est déterminée par le solvant et comprend le plus souvent un danger de liquide inflammable.
Pour la protection individuelle, on utilise des gants résistant aux produits chimiques, un écran facial ou des lunettes en cas de risque d’éclaboussures et, si nécessaire, un appareil respiratoire adapté aux vapeurs organiques ; une ventilation par aspiration locale est recommandée.
Il est incompatible avec les acides, les agents oxydants et les isocyanates ; dans la fiche donnée en exemple, les températures inférieures à 0 °C sont à éviter. En cas d’incendie, on utilise de l’eau pulvérisée, de la poudre sèche, du dioxyde de carbone ou de la mousse et un jet d’eau n’est pas recommandé. À la combustion, du monoxyde de carbone, du dioxyde de carbone, des oxydes d’azote et du cyanure d’hydrogène peuvent se former.
Les déchets sont éliminés conformément à la réglementation locale et ne doivent pas être rejetés à l’égout. Les fûts vides ne sont ni découpés ni brûlés. Dans les systèmes utilisés avec l’isocyanate, la fiche de données de sécurité de l’isocyanate doit également servir de référence.
Cette section est donnée à titre d’information générale ; elle ne remplace pas la fiche de données de sécurité.
À QUOI FAUT-IL FAIRE ATTENTION LORS DE L’ACHAT DE RÉSINES POLYOL ?
• Identité correcte du produit : polyéther, polyester, acrylique, polycarbonate, polycaprolactone ou à base d’huile végétale ; diol, triol ou fonctionnalité plus élevée ; coiffé ou non à l’oxyde d’éthylène ; polyol polymère
• Spécifications techniques : indice d’hydroxyle, fonctionnalité, teneur en eau, indice d’acide, viscosité, couleur
• Adéquation à l’usage visé : mousse souple ou rigide, revêtement, adhésif, élastomère ; isocyanate et procédé à utiliser
• Emballage, durée de conservation, constance des lots et certificat d’analyse
• Support technique du fournisseur, exigences réglementaires et documents de conformité pour les usages au contact des aliments
• Coût total d’approvisionnement : le coût par indice d’hydroxyle ou masse équivalente, la consommation d’isocyanate, les pertes et le stockage doivent être évalués ensemble
APPROVISIONNEMENT EN RÉSINES POLYOL AUPRÈS D’ATAMAN KİMYA
Le type de polyol, la qualité et le conditionnement pouvant être fournis varient selon le produit. Le choix du produit est fait en fonction de l’application, de l’isocyanate à utiliser et de la performance souhaitée.
Pour des informations à jour sur le stock, l’origine, les documents, le délai de livraison et le support technique, il est recommandé de contacter ATAMAN KİMYA.
QUESTIONS FRÉQUEMMENT POSÉES SUR LES RÉSINES POLYOL
Que sont les résines polyol ?
C’est un groupe de matières premières oligomères et polymères qui portent deux groupes hydroxyle ou plus et forment du polyuréthane avec l’isocyanate.
Que signifie résine polyol ?
Le nom vient de la présence de plusieurs groupes alcool (hydroxyle) dans la molécule.
Quel est le numéro CAS des résines polyol ?
Il n’existe pas de numéro unique ; il varie selon la composition du produit.
Quel est le numéro CE / EINECS des résines polyol ?
S’agissant de polymères, il n’existe pas de numéro unique ; les matières premières ont des numéros distincts.
Quelle est la formule chimique des résines polyol ?
Il n’existe pas de formule fixe ; elles sont constituées d’unités répétitives éther, ester, carbonate ou acrylique selon le squelette.
Quel est le nom INCI des résines polyol ?
Les polyols de polyuréthane industriels n’ont pas de nom INCI unique ; les polypropylène glycols à usage cosmétique sont connus sous leurs propres noms INCI de la forme PPG-n.
Les résines polyol sont-elles utilisées en cosmétique ?
Les types industriels ne le sont pas ; seules des qualités spéciales enregistrées à usage cosmétique sont utilisées.
Quelle est la différence entre les polyols polyéther et les polyols polyester ?
Les polyéthers résistent mieux à l’hydrolyse et aux basses températures ; les polyesters apportent une résistance mécanique plus élevée ainsi qu’une meilleure résistance à l’huile et aux solvants.
À quoi servent les résines polyol ?
Elles sont utilisées comme composant hydroxyle dans la production de mousse de polyuréthane, de revêtements, d’adhésifs, de mastics d’étanchéité et d’élastomères.
Dans quels secteurs les résines polyol sont-elles utilisées ?
Elles sont utilisées dans le meuble, l’isolation et la construction, l’automobile, la peinture, les adhésifs, la chaussure, le textile et l’électroménager.
Comment les résines polyol réagissent-elles avec l’isocyanate ?
L’oxygène hydroxyle attaque le carbone de l’isocyanate et une liaison uréthane se forme ; un catalyseur accélère la réaction.
À quoi servent les résines polyol dans la pratique ?
Elles déterminent la structure souple ou rigide, la résistance et la résistance chimique du polyuréthane.
Comment les résines polyol fonctionnent-elles dans la production de mousse ?
Le polyol construit la chaîne avec l’isocyanate, tandis que l’eau produit du dioxyde de carbone et assure le moussage.
Les résines polyol sont-elles solubles dans l’eau ?
En général non ; les polyéthers à forte proportion d’oxyde d’éthylène sont compatibles avec l’eau.
Quelle quantité de polyol est utilisée dans la production de mousse ?
La quantité dépend de l’application et de l’indice d’hydroxyle ; dans les formulations de départ données en exemple, le polyol représente entre environ un tiers et deux tiers du mélange total, et la proportion exacte est déterminée avec la recommandation du fabricant.
Les résines polyol sont-elles une substance dangereuse ?
Pour les polyols polyéther donnés en exemple, une classification SGH n’a pas été requise ; les types en phase solvant peuvent être inflammables et des précautions distinctes sont nécessaires lorsqu’on travaille avec l’isocyanate.
Pourquoi la teneur en eau est-elle importante dans les résines polyol ?
L’eau réagit avec l’isocyanate pour former du dioxyde de carbone et de l’urée ; cela provoque des bulles, du moussage et une consommation d’isocyanate imprévue.
Les résines polyol sont-elles enregistrées au titre de REACH ?
Les polymères sont en général exemptés d’enregistrement ; il faut démontrer que le produit répond à la définition du polymère, et les monomères doivent être évalués séparément.
Quel est l’aspect physique des résines polyol ?
Ce sont le plus souvent des liquides clairs et visqueux ; le PTMEG est un solide cireux et les polyols acryliques sont en solution.
Quel est le numéro UN des résines polyol ?
Les polyols polyéther donnés en exemple n’étant pas considérés comme des marchandises dangereuses, il n’y a pas de numéro UN ; pour les solutions en phase solvant, il dépend du solvant.
Pourquoi l’indice d’hydroxyle est-il important dans les résines polyol ?
L’indice d’hydroxyle détermine la quantité d’isocyanate nécessaire et la dureté de la structure du réseau.
De quoi dépend le prix de la résine polyol ?
Il dépend du type de squelette, de la fonctionnalité, de la masse moléculaire, ainsi que des prix du pétrole brut et des matières premières.
Existe-t-il une alternative aux résines polyol ?
Oui ; les polyéthers à terminaisons amine, les esters polyaspartiques et les systèmes époxy peuvent être des alternatives dans certaines applications.
Comment les résines polyol doivent-elles être stockées ?
Dans le récipient d’origine fermé, dans un environnement sec, dans la plage de température indiquée dans le document du produit et à l’abri de l’humidité.
Quels documents faut-il demander lors de l’achat de résines polyol ?
Fiche de données de sécurité, fiche technique et certificat d’analyse.
Quelles propriétés techniques sont importantes lors de l’achat de résines polyol ?
Type de polyol, indice d’hydroxyle, fonctionnalité, teneur en eau, indice d’acide, viscosité et durée de conservation.
RÉSINES POLYOL – RÉSUMÉ TECHNIQUE
Nom chimique : Polyol (composés oligomères et polymères à fonction hydroxyle)
N° CAS : Pas de numéro unique ; il varie selon la composition du produit
Classe chimique : Polymère et oligomère, polyol à fonction hydroxyle
Fonctions principales : Composant polyol du polyuréthane, formateur de segment souple ou rigide, liant
Principaux domaines d’application : Mousse souple et rigide, peinture polyuréthane bicomposant, adhésif, mastic d’étanchéité, élastomère
Paramètres critiques pour le contrôle qualité : Indice d’hydroxyle, fonctionnalité, teneur en eau, indice d’acide, viscosité
Stockage : Dans le récipient d’origine fermé, dans un environnement sec, dans la plage de température indiquée dans le document du produit.
