يتم تعريف بوليولات البوليستر عمومًا على أنها مركبات منتهية بالهيدروكسيل- تحتوي سلاسلها الجزيئية على مجموعات إستر متكررة، مع عدد-متوسط للأوزان الجزيئية يتراوح عادةً من 1000 إلى 5000 جم/مول. ويمكن تصنيفها إلى أنواع عطرية أو أليفاتية اعتمادًا على ما إذا كان الهيكل يتضمن حلقات عطرية. عادة ما يتبع الإنتاج الصناعي لبوليولات البوليستر طريقين رئيسيين: الأول هو عملية الأسترة والتكثيف المتعدد التقليدية، حيث تتفاعل الأحماض المتعددة القاعدة (أو الأنهيدريدات/الإسترات) مع البوليولات؛ والآخر هو البلمرة الحلقية -الفتحية لمونومرات اللاكتون مع البوليولات. تؤدي الاختلافات في المواد الخام وظروف التوليف إلى مجموعة واسعة من خصائص الأداء، وتظل الخصائص مثل قيمة الهيدروكسيل وقيمة الحمض ومحتوى الرطوبة واللزوجة والوزن الجزيئي والكثافة ومؤشر اللون معايير أساسية لتقييم الجودة والملاءمة.
في صناعة البولي يوريثانبوليولات البوليسترتلعب دورا هيكليا حيويا. نظرًا للاستقطاب العالي لمجموعات الإستر والأميد في البولي يوريثان- القائم على البوليستر، فإن المواد الناتجة تظهر قوى تماسك قوية، والتصاق ممتاز، وقوة ميكانيكية عالية ومقاومة رائعة للتآكل. على الصعيد العالمي، يمثل كل من Stepan وHuafon Group وCOIM الموردين الرائدين في هذا المجال، حيث يمثلون معًا حوالي 30% من إجمالي حصة السوق. وتعد الصين أكبر سوق بحصة تبلغ حوالي 45%، تليها أوروبا بنسبة 20% وأمريكا الشمالية بنسبة 13%. ومن بين أنواع المنتجات، تشكل بوليولات البوليستر الأليفاتية الجزء الأكبر بحصة تبلغ حوالي 62%، في حين تشكل اللدائن الاستخدام الأكثر أهمية في المراحل النهائية، حيث تمثل حوالي 36% من إجمالي الاستهلاك.
من الناحية الهيكلية، يتم تصنيع بوليولات البوليستر الأليفاتية عادةً من الأحماض الثنائية الأليفاتية مثل حمض السكسينيك، وحمض الجلوتاريك، وحمض الأديبيك، وحمض البيميليك، وحمض السوبريك، وحمض السيباسيك. تعتمد الدرجات الشائعة تجاريًا في الغالب على حمض الأديبيك المكثف بالثنائيات أو التريولات. تظهر هذه المنتجات عادة على شكل مواد صلبة شمعية بيضاء أو سوائل لزجة عديمة اللون إلى صفراء باهتة؛ تتراوح درجة انصهار البوليستر الصلبة عادة ما بين 25 و50 درجة وتشكل سوائل ذات لزوجة عالية-بمجرد ذوبانها. في المقابل، تحتوي بوليولات البوليستر العطرية على هياكل حلقة بنزين صلبة في عمودها الفقري ويتم تصنيعها بشكل شائع من أنهيدريد الفثاليك، أو حمض الإيزوفثاليك، أو حمض التيريفثاليك، أو أنهيدريد التريميليتيك. توفر الصلابة المتأصلة والطاقة المتماسكة الأعلى للوحدات العطرية كراهية أفضل للماء ومقاومة أفضل للتحلل المائي مقارنة بالأنظمة الأليفاتية البحتة.
غالبًا ما يتم التصنيع الصناعي لبوليولات البوليستر في مفاعلات دفعية، ويتقدم خلال مرحلة الأسترة التي يتبعها التكثيف المتعدد. للتأكد من وجود بوليمرات منتهية بالهيدروكسيل-، تستخدم التركيبات عادة نسبة 10-50% زائدة من البوليول. أثناء الأسترة، يؤدي تفاعل الأحماض المتعددة أو الأنهيدريدات مع البوليولات إلى توليد ثنائيات وإسترات قليلة القسيمات مع إطلاق الماء بشكل مستمر. تعد إزالة هذا الماء من خلال التسخين التدريجي أمرًا ضروريًا لدفع التفاعل للأمام، ولكن إزالة الماء بسرعة مفرطة يمكن أن تسبب رغوة وفقدان الثنائيات المتطايرة، مما يجعل التحكم في درجة الحرارة أمرًا بالغ الأهمية. عندما تقترب كمية الماء التي تمت إزالتها من القيمة النظرية وتنخفض قيمة الحمض إلى أقل من حوالي 10 ملجم كوه/جم، تكون الأسترة مكتملة بشكل أساسي.
تشتمل مرحلة التكثيف المتعدد التالية على نمو السلسلة من خلال تفاعلات تبادل الإستر- تحت درجة حرارة عالية وضغط منخفض. يمكن تقسيم هذه المرحلة إلى-التكثيف المتعدد المسبق والتكثيف المتعدد النهائي. أثناء -التكثيف المتعدد، يتم خفض الفراغ تدريجيًا للحفاظ على بيئة تفاعل خاضعة للرقابة، مما يسمح بمزيد من تقليل قيمة الحمض وإزالة البوليول الزائد. في المرحلة النهائية، تهيمن تفاعلات تبادل الإستر-، مما يسمح لأوليجومرات الهيدروكسيل - المنتهية بزيادة الوزن الجزيئي بسرعة حتى يتم الوصول إلى معلمات اللزوجة والأداء المطلوبة.
من خلال هذه التفاعلات التي يتم التحكم فيها بعناية، تصبح بوليولات البوليستر هي اللبنات الأساسية للعديد من مواد البولي يوريثين، مما يدعم التطبيقات الرئيسية في اللدائن والمواد اللاصقة والجلود الاصطناعية والطلاءات والمنتجات-المقاومة للتآكل-عالية الأداء والمكونات الهيكلية. يستمر تطويرها في دفع تقدم تقنيات البولي يوريثين عبر الأسواق العالمية.