有機化学において、ポリオールとは複数のヒドロキシル基（−OH ）を有する有機化合物です。「ポリオール」という用語は、食品科学と高分子化学のどちらで使用されるかによって、若干異なる意味を持つことがあります。2つ、3つ、4つのヒドロキシル基を有するポリオールは、それぞれジオール[1]、トリオール[ 2]、テトロール[3] 、 [4]と呼ばれます。

分類

ポリオールは、その化学的性質によって分類することができます。[5]これらの化学的性質には、ポリエーテル、ポリエステル、[6]ポリカーボネート[7] [8]、そしてアクリルポリオール[9] [10 ] などがあります。ポリエーテルポリオールはさらに細分化され、ポリエチレンオキシドまたはポリエチレングリコール（PEG）、ポリプロピレングリコール（PPG） 、ポリテトラヒドロフランまたはPTMEGに分類されます。これらは、繰り返し単位中の酸素原子1個あたり、それぞれ2個、3個、4個の炭素原子を持ちます。ポリカプロラクトンポリオールも市販されています。[11]バイオベース（つまり再生可能）ポリオールの使用も増加傾向にあります。[12] [13] [14] [15]

用途

ポリエーテルポリオールには多くの用途がある。[16] [17]例えば、ポリウレタンフォームはポリエーテルポリオールの大きな用途である。[18]

ポリエステルポリオールは硬質フォームの製造に使用できます。[19] [20]芳香族と脂肪族の両方のバージョンがあります。[21] [22]また、脂肪族と芳香族の混合バージョンもあり、通常はポリエチレンテレフタレート（PET）などのリサイクル原料から作られています。[23]

アクリルポリオールは、紫外線に対する安定性が求められる高性能用途[24]や、VOC含有量の低いコーティング[25] [26]に一般的に使用されています。その他の用途としては、金属への直接コーティングなどがあります。[27]自動車用コーティングなど、優れた紫外線耐性が求められる用途で使用されるため、イソシアネート成分も紫外線耐性を持つ傾向があり、そのためイソホロンジイソシアネートをベースとしたイソシアネートオリゴマーまたはプレポリマーが一般的に使用されています。[28]

カプロラクトンベースのポリオールは、耐加水分解性が向上したポリウレタンを生成します。[29] [30]

ポリカーボネートポリオールは他のポリオールよりも高価であるため、より要求の厳しい用途に使用されます。[31] [32]イソホロンジイソシアネートベースのプレポリマーの製造に使用され、ガラスコーティングに使用されています。[33]反応性ホットメルト接着剤に使用されることもあります。[34]

全てのポリオールはポリウレタンプレポリマーの製造に使用できます。[35] [36] [37]これらはコーティング、[38] 接着剤、シーラント、エラストマーに使用されます。[39]

低分子量ポリオール

ポリオールグリセロール（赤、低分子量ポリオール）と無水フタル酸から誘導された理想的なアルキド樹脂の構造。

低分子量ポリオールは、架橋剤や鎖延長剤として高分子化学において広く用いられています。例えば、アルキド樹脂は合成にポリオールを使用し、塗料や鋳造用金型に使用されています。アルキド樹脂は、ほとんどの市販の「油性」コーティングにおいて主要な樹脂、すなわち「バインダー」です。アルキド樹脂は毎年約20万トン生産されています。アルキド樹脂は、反応性モノマーをエステル形成によって結合させることで製造されます。市販のアルキド樹脂の製造に使用されるポリオールには、グリセロール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールなどがあります。[40]ポリウレタンプレポリマーの製造では、1,4-ブタンジオールなどの低分子量ポリオールジオールが鎖延長剤として使用され、分子量をさらに高めることができますが、水素結合が増加するため粘度は上昇します。[38]

糖アルコール

低分子量ポリオールの一種である糖アルコールは、一般的に糖の水素化によって得られる。 [41] : 363 それらの化学式は(CHOH) nH2（n = 4–6）である。[ 42]

糖アルコールは砂糖よりもカロリーが低いため、食品に添加されます。しかし、一般的に甘味度が低いため、高甘味度甘味料と組み合わせられることがよくあります。また、口内の細菌によって分解されず、酸に代謝されることもないため、虫歯の原因にもならないため、チューインガムにも添加されます。一般的な糖アルコールとしては、マルチトール、ソルビトール、キシリトール、エリスリトール、イソマルトなどがあります。

ミオイノシトール、ピニトール、マンニトールなどの糖アルコールは、細胞内の水分バランスを維持し、干ばつや低温ストレスに反応する役割を果たしている。[43]

高分子ポリオール

ポリオールという用語は、分子骨格の様々な化学的性質を指すために使用されます。ポリオールはジイソシアネートまたはポリイソシアネートと反応してポリウレタンを生成します。MDIはPUフォームの製造において大きな用途があります。[44]ポリウレタンは、マットレスや座席用の柔軟なフォーム、冷蔵庫や冷凍庫用の硬質フォーム断熱材、エラストマー製の靴底、繊維（例：スパンデックス）、コーティング剤、シーラント、接着剤の製造に使用されます。[45]

ポリオールという用語は、水酸基を含む他の分子にも適用されます。例えば、ポリビニルアルコールは(CH 2 CHOH) nで、n個の水酸基を持ちます（nは数千の場合もあります）。セルロースは多数の水酸基を持つポリマーですが、ポリオールとは呼ばれません。

リサイクルまたは再生可能な資源からのポリオール

ニーム油、ヒマシ油、綿実油などの植物由来の材料などの再生可能な資源をベースにしたポリオールがあります。[46] [47] [48] [49]植物油やバイオマスも再生可能なポリオールの原料となる可能性があります。[50]種子油はポリエステルポリオールの製造にも使用できます。[51]

プロパティ

ポリオールという総称は化学命名法に由来し、複数のヒドロキシル基の存在を示すだけなので、すべてのポリオールに共通する性質を割り当てることはできません。しかし、ポリオールは水素結合のため、室温では通常粘性を示します。

参照

参考文献

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