A policaprolactona diol é produzida principalmente através da polimerização de abertura de anel da ε-caprolactona. Neste processo, um composto di-hidroxi serve como iniciador; sob a influência de um catalisador, o anel ε-caprolactona se abre e a cadeia polimérica cresce em ambas as extremidades do iniciador, produzindo finalmente um diol policaprolactona com grupos hidroxila em ambos os terminais. Os iniciadores comuns incluem etilenoglicol, 1,4-butanodiol e 1,6-hexanodiol; a estrutura molecular e o peso molecular do produto podem ser ajustados variando o tipo e a quantidade do iniciador utilizado. Este método envolve um processo de reação relativamente bem definido e é atualmente uma rota comum para a produção de policaprolactona diol.
A pureza e o teor de umidade das matérias-primas influenciam significativamente a reação de polimerização. Antes do início da reação, a ε-caprolactona e o iniciador normalmente passam por um pré-tratamento apropriado para minimizar a introdução de umidade e outras impurezas no sistema de reação. Posteriormente, as matérias-primas são carregadas no reator em proporções específicas e aquecidas na presença de um catalisador. À medida que a reação prossegue, os anéis de ε-caprolactona se abrem e se ligam aos segmentos de polímero, fazendo com que a viscosidade do sistema aumente gradualmente. Uma vez que o monômero tenha reagido amplamente, o tempo de reação e a temperatura são controlados para atingir o peso molecular e o valor de hidroxila desejados.
O catalisador afeta significativamente tanto a eficiência da produção quanto a estrutura do diol policaprolactona. Os sistemas catalíticos comumente usados incluem catalisadores organoestânicos, catalisadores à base de titânio e vários compostos organometálicos. A dosagem insuficiente do catalisador resulta numa taxa de polimerização lenta e num ciclo de produção prolongado, enquanto a dosagem excessiva pode aumentar as reações secundárias e complicar o processamento do produto a jusante. Portanto, o catalisador e a dosagem apropriados devem ser selecionados com base no sistema de matéria-prima e no peso molecular alvo. Além disso, a temperatura de reação deve ser mantida dentro de uma faixa ideal; temperaturas excessivamente baixas reduzem a taxa de reação, enquanto temperaturas excessivamente altas podem desencadear reações colaterais ou fazer com que a cor do produto escureça.
As etapas de pós-processamento necessárias são necessárias para obter policaprolactona diol que atenda às especificações de aplicação. Normalmente, isso envolve a redução dos níveis de impurezas por meio da remoção de monômeros residuais, filtração e refino apropriado, seguido pelo teste de parâmetros-chave, como peso molecular, valor de hidroxila, índice de acidez, teor de umidade e viscosidade. Controlando a proporção de iniciador para ε-caprolactona e as condições de polimerização, podem ser obtidos dióis de policaprolactona com pesos moleculares variados. Os produtos resultantes apresentam grupos hidroxila terminais capazes de reagir ainda mais com isocianatos, tornando-os adequados para uso como matéria-prima de segmento macio na síntese de poliuretano.