聚氧化乙烯课件

聚氧化乙烯材料科学与工程081陈迪108045011聚氧化乙烯聚氧化乙烯的概述聚氧化乙烯的制备聚氧化乙烯的性质聚氧化乙烯的应用和发展趋势聚氧化乙烯的概述聚氧化乙烯[25322-68-3]树脂是环氧乙烷经多相催化开环聚合而成的高分子量均聚物，它是一种白色的易流动的水溶性和热塑性树脂。结构式：H-(-OCH2CH2-)n-OH或(CH2CH2O)。聚氧化乙烯产品的分子量可以在很大的范围内变动，相对分子质量200～20000的产品被称为聚乙二醇(PEG)，它们是粘性液体或蜡状固体：分子相对质量1x105～1x106的产品被称为聚氧化乙烯。国外的研究和生产1933年，Staudinger和Lonmann在环境条件下，采用钙、锶、锌等的氧化物为催化剂，经过60天至2年得长时间聚合，制得分子量10万以上的高分子量聚氧化乙烯。1958年，美国联合碳化物公司采用碳酸锶等高活性催化剂，率先在工业上制得分子量100万以上的高聚物，用“POLYOX”商品名销售。1961年，日本明成化学工业株式会社成功制得高分子量聚氧化乙烯。1966年，日本制铁化学工业株式会社开始工业生产聚氧化乙烯，以“PEO”商品名销售。国内的研究和生产20世纪70年代，无锡化工研究所开始研究聚氧化乙烯。1976年，浙江大学化工系研制出三乙基铝—乙酰丙酮—水系催化剂。1984年，上海化工研究所有机室开始聚氧化乙烯的研究。1993年，上化工研究所试车成功，国产的聚氧化乙烯树脂开始面市。实验室制备气体鼓泡聚合首先将局和溶剂和催化剂加入鼓泡聚合反应器内，将反应器置于水浴中，边搅拌，边鼓泡通入气体环氧乙烷。聚合反应的温度随环氧乙烷的通入升高，聚合温度可根据要求控制。通入环氧乙烷后，便逐渐生成白色聚氧化乙烯固体颗粒，且越来越多，搅拌也越来越困难。最后体质通入环氧乙烷，将聚合物与溶剂分离，聚合物经干燥后成为易流动的白色粒状和粉末。静置聚合将聚合溶剂和催化剂加入干燥的无氧无水的耐压瓶内，再加入定量的液体环氧乙烯，密封好。充分摇混后静置于一定温度下的恒温水浴中。加入环氧乙烯后，便逐渐生成白色聚合物。催化剂活性越高，聚合时间越长，生成的聚合物就越多。达到规定的聚合时间后，拆开耐压瓶，将聚合物和溶剂分离，干燥聚合物，得到小块状和粒状的聚氧化乙烯。工业上的制备

聚氧化乙烯属于溶液淤浆聚合，大体上包括以下六个部分：原料和溶剂的精制；催化剂的制备；聚合反应；固体聚合物与聚合溶剂的分离；聚合物的干燥和后处理；聚合溶剂的回收；聚氧化乙烯的性质物理性质聚氧化乙烯是环氧乙烷开环聚合而成的线型有规则的螺旋结构。有下列一些特性。完全溶于水，溶于某些有机溶剂。其溶液在低浓度下具有很高的粘性。是具有柔软性、高强度的热可塑性树脂。可以用压延、挤压、铸塑等方式进行加工。耐细菌侵蚀，不会腐败，在大气中的吸湿性通常不大。超高分子的聚合物具有絮凝作用。与其他树脂的相容性好。良好的的液体减阻剂。与各种极性化合物形成缔结。低毒性水溶液的性质溶解性无水时溶液中锯齿型曲折型溶液的性质室温下可以与水任意比例混合分子量越大，浓度越高，水溶液的粘度就越大；分子量越高，其凝聚性也越大；强紫外线会促其分解粘度拉丝性凝聚性减阻性稳定性有机溶剂溶液的性质

聚氧化乙烯在很多有机溶剂中都有一定的溶解度。在室温下，难溶于芳烃、脂肪族一元醇，但稍加热即可溶解。即使在室温下不能溶解的溶剂，加入少量的助溶剂后就有可能溶解。聚氧化乙烯在有机溶剂中的溶液粘度也非常大。树脂形式的性质力学性质可伸展性——取决于用特性粘度表示的分子量吸湿性吸湿性非常低与其他树脂的相容性和许多化合物具有很好的相容性2.化学性质和生物毒性缔合络合物聚氧化乙烯可以和很多物质形成络合物，因为其醚氧键未共用电子对聚合物有很强氢键结合力，所以它能与各种单体、聚合物电子受体产生缔合作用。缔合作用假塑性分子量越高，假塑性越强浓度越低，假塑性下降水凝胶聚氧化乙烯通过用γ-射线或通过乙烯基单体和过氧化物引发剂进行化学交联，可以从线型分子变为交联的水凝胶。改性后基本不溶于水和其他溶剂，其网状结构呈现出高的水容量和吸收及释放其它溶剂的典型水凝胶性质。氧化环氧乙烷的高分子量聚合物无论在贮存、加工还是溶液中，对氧化降解都是敏感的。添加5%~10%（质量）的无水异丙醇、乙醇、乙二醇和丙二醇可以使水溶液稳定，溶液浓度10-5%~10-2%（质量）的二价锰离子也是有效的稳定剂。热稳定性将聚氧化乙烯加热至65~67℃则会软化，若再连续升温，就会促其分解，若将其加热到150℃以上时，不仅会使聚合度下降，而且会导致其失重。生物毒性可以安全地应用于许多特殊的用途方面。高分子量聚氧化乙烯的口服毒性非常低。基本不刺激皮肤，激活能力低、损伤眼睛的能力也很轻微。聚氧化乙烯的应用和发展趋势聚氧化乙烯水溶液的配制工业上应用聚氧化乙烯树脂时，绝大多数都是使用其水溶液，因此必须了解聚氧化乙烯树脂溶解于水，配成不同浓度水溶液的技术。聚氧化乙烯树脂非常容易溶于水，因此在制备这些树脂的水溶液时需要专门的技术。溶解的关键是一开始就使树脂很好的分散在溶剂内。将这些树脂溶于水的两种技术是直接简单地将树脂加到沸水内或将树脂在与水相融的非水溶剂内进行与分散。1沸水分散聚氧化乙烯树脂在低于98℃的温度下能完全溶于水，在接近水的沸点时，这些树脂从溶液中析出。这种反溶解度的现象提供了分散和溶解这些树脂的合适技术。这种溶液若不另加稳定剂，则应在24h内使用若需要更高的贮存稳定性，则应加抗氧化稳定剂。2非水溶剂分散大量制备聚氧化乙烯树脂水溶液最方便的方法是先把树脂分散到与水相融的默写非水溶剂内。这些非水溶剂包括无水异丙醇、乙二醇、丙二醇、无水乙醇、甘油、丙酮、溶纤剂、卡必醇和无机盐溶剂。使用一元醇或二元醇还有稳定溶液粘度。抗氧化降解的作用。这种溶解技术也可以反过来，即把水加到搅拌的树脂废水溶剂分散液中。3与非水溶剂表面活性剂混合分散使用由粒状水溶性高分子，对高分子为非溶剂的不溶于水的有机溶剂，亲水亲油平衡值（HLB）3~5或9~13的非离子表面活性剂和任意的增稠剂组成的浓溶液，水溶性聚合物能迅速溶解于水，不会黏结。4与冰粒混合分散使聚合物的细粒与冰粒在远低于水冰点的温度下混合，高分子量水溶性聚合物可以溶解形成较低聚合物浓度的液体溶液和聚合物高浓度的水增塑组成物。使该混合物变暖，冰融化，聚合物溶于水。造纸工业中的应用造纸长纤维的分散剂填料留存剂水溶性纸粘合剂制备含合成纤维、玻璃纤维聚烯烃的专用纸缩短打浆时间，降低纸的定量，纸页的柔软性和强度都较好降低颜料、填料和细纤维的损失，提高榨干速度，对“白水”的澄清作用十分有利提供所需的增稠性和黏性的结合，当黏合剂干后边失去黏性电器工业中的应用1电池电极将聚氧化乙烯树脂与其他热塑性树脂在热滚碾机内直接混合，能产生一种适合于电池电极和燃料电池电极的鸟合集系统。2荧光灯在制造荧光灯时，用聚氧化乙烯树脂作临时粘结剂，与硝酸钡混合作为粘结剂，以增强磷与玻璃管的黏结。3水溶性的干净封堵墙用聚氧化乙烯树脂制成水溶性薄膜封堵管子，焊接完成后，用水冲洗管子，以溶解封堵墙，在管内不留下任何残渣。采矿工业中的应用

——聚氧化乙烯树脂用作絮凝剂洗煤能有效地絮凝许多类型煤的悬浮物。沉降二氧化硅对于从酸滤溶液中分离不需要的二氧化硅是非常有效的。该技术对酸滤含铀、铍的矿石可别有效。对黏土的絮凝作用对黏土是非常有效的絮凝剂。

清洗剂工业中的应用增稠剂性能增稠性能高分子量的聚氧化乙烯具有很强的增稠能力，很低的浓度即可使溶液变稠，且耐酸、碱、在洗涤剂溶液中加入少量高分子量的PEO，就可大大增加清洗剂的粘度，并可用来控制清洗剂的流动性，以适应各种用途，如清洗垂直表面时，较粘稠的清洗剂可以增加清洗剂与被洗表面的接触时间，从而提高清洗效果。化学工业中的应用

在采用水溶性悬浮聚合法进行乙烯基单体的聚合反应时，是乙烯基单体保持小液滴炫富和均匀分散在水相中。在氯乙烯的悬浮聚合中，作为分散剂，可制得高堆积密度和良好凝胶性能的高品质聚氯乙烯。用含聚氧化乙烯的高分子溶液处理合成沸石可使其表面改性。医药工业中的应用包括：锌洗剂的分散剂，摩擦酒精，假牙固定添加剂，眼药水，药片包衣日常用品工业中的应用牙膏聚氧化乙烯树脂通常比其他合成橡胶和树脂更容易与许多牙膏组分相容泡沫剃须膏使用时可以产生丰富的乳状泡沫洗发剂用于洗发时，使头发柔软和光滑含有平均分子量≥5×105的聚氧化乙烯、油或脂肪、非离子表面活性剂具有良好的洗净和泡沫性能，不刺激皮肤含有烷基糖化物的表面活性剂和聚氧化乙烯调理香波提供受损发质良好的梳理性和防护性调整农业上的应用可溶性薄膜：农业上用作种子带，免田间间苗；制造塑料包装袋，加入适量的PEO,可有效地缩短包装袋的讲解时间，减少白色垃圾。纺织工业中的应用抗静电性:具有防尘、防污及防起球作用。防皱整理剂：