蓖麻油是用于聚氨酯历史悠久的一种天然植物油多元醇。20世纪70年代,由于石油资源短缺,可再生资源曾一度受到很大的重视。80年代后期由于环保问题以天然产物及其衍生物等可再生资源为基础的聚合物重新获得了关注。
蓖麻油属于不干性油,它的主要成分为高级脂肪酸的甘油三酸酯。其皂化值在180mgKOH/g以上,碘价为82-90mg I2/g,羟值为155mg KOH/g以上。表1列出了蓖麻油脂肪酸的主要成分,其中蓖麻油酸(化学名为12-羟基-9-十八烯酸)在天然植物油中羟值最高。
蓖麻油酸的成分为甘油三酸酯,其分子并不排列在同一平面上,所以其双键聚合之后,会形成立体网状结构。如图1所示,蓖麻油酸分子结构中含有羟基,易形成氢键而产生缔合,造成其黏度比一般植物油大8-10倍,另外它的相对密度与极性均较其他植物油大。同时其支链上还含有羟基和不饱和双键,因此可以发生水解、酯化、加成、氧化、裂化、环氧化、酰胺化、脱水等反应。在这些反应中,酯化反应以及脱水反应在涂料工业上得到了很大的应用。这一方面决定了蓖麻油开发利用的多种途径,另一方面对蓖麻油的精炼工艺也提出了高的要求。
表1 蓖麻油中脂肪酸的含量(质量分数) %
蓖麻油酸 亚油酸 油酸 饱和酸
85.0-95.0 4.5-5.5 痕量 1
由于蓖麻油可以发生多种反应,所以可制得多种改性化学产品,如脱水蓖麻油、氧化蓖麻油、氢化蓖麻油、璜化蓖麻油、氧化乙烯蓖麻油等。蓖麻油应用广泛,国外已开发的蓖麻油精细化学品品种繁多,除应用于涂料外,还遍及医药、纺织、印染、造纸、皮革、化纤、树脂、化妆品、润滑剂、矿业、石油等工业部门,多数作为助剂、添加剂、表面活性剂使用,也用以制备聚氨酯、尼龙等化工材料。
日本伊藤制油株式会社开发了聚氨酯合成的聚蓖麻油多元醇系列产品,牌号为Uric。