聚氧化乙烯PEO

聚氧化乙烯PEO又称聚环氧乙烷，是一种结晶性、热塑性的水溶性聚合物。聚氧化乙烯PEO的分子量可以在很大的范围内变动。聚氧化乙烯PEO相对分子质量200～20000的产品被称为聚乙二醇(PEG)，聚氧化乙烯PEO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PEO，聚氧化乙烯PEO是白色可流动粉末，分子结构为(CH2CH2O)，此类树脂活性端基的浓度较低，没有明显的端基活性。由于其存在C-O-C键，通常具有柔顺性，可和电子受体或某些无机电解质形成缔合物。此外因氢键的形成，又使其成为一种水溶性聚合物。这些结构特点使聚氧化乙烯PEO具有多种用途。 1 聚氧化乙烯PEO的物理性质 聚氧化乙烯PEO为白色水溶性的热塑性材料。相对分子质量105～107的PEO具有高度有序结构，呈结晶态，熔点65±2℃，能完全溶于水，可溶于部分有机容剂，溶液粘度高。高分子量PEO有絮凝作用。 1．1 聚氧化乙烯PEO结晶性 高分子量聚氧化乙烯PEO晶体是球形结构，如果将其熔铸膜适当退火就会产生层伏结构。PEO树脂的密度实际测定为1．15～1．26g／cm3，按晶胞尺寸计算其结晶密度(20℃)应为1．33g／cm3 1．2 聚氧化乙烯PEO水溶性及水溶液性质 室温下，聚氧化乙烯PEO可以和水以任意比例互溶。聚氧化乙烯PEO相对分子质量为104左右的树脂水溶液在1％时就出现拉丝性能，2％时，溶液为非粘性的弹性凝胶。当高于2％时，溶液就变为坚韧的橡胶状的水塑性聚合物。聚氧化乙烯PEO水溶液的粘度主要取决于溶液的浓度、树脂的分子量、溶液温度、溶液中无机盐的浓度以及剪切速率等因素。高分子量聚氧化乙烯PEO对悬浮水中的固体颗粒有很好的絮凝作用，分子量越高，其絮凝性能越好。把聚氧化乙烯PEO溶液加到流体管道中可以降低流体湍流的摩擦阻力，即使浓度极低也特别有效。 1．3 聚氧化乙烯PEO非水溶液性质 聚氧化乙烯PEO可以溶解在多种通用有机溶剂中，如乙腈、苯甲醚、氯仿、二氯乙烷、二甲基甲酰胺等，但不溶于脂肪烃、二甘醇、乙二醇和甘油。 1．4 聚氧化乙烯PEO 固体树脂的性质 聚氧化乙烯PEO具有可延伸性，当温度高于树脂熔点时，高分子量的聚氧化乙烯PEO成为热塑性物质。有时需要在树脂中加入增塑剂或其它热塑性树脂，一方面便于加工，另一方面也使聚氧化乙烯PEO具有良好的复合性能。聚氧化乙烯PEO虽然易溶于水，但和其它水溶性树脂相比，其吸温性非常低，这是由 于其结晶度高的缘故。PEO和一些树脂有较好的相容性，从而为PEO的改性提供了有利条件。 2 聚氧化乙烯PEO的化学性质 2．1 聚氧化乙烯PEO络合性 聚氧化乙烯PEO有醚氧非共用电子对，对氢键有很强的亲合力，可以和许多有机低分子化合物、聚合物及某些无机电解质形成络合物。形成的络合物性质明显不同于原来的任何一种物质的性质，包括熔点、热稳定性和沉淀物的形态等。可与聚氧化乙烯PEO形成络合物的有机物有聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、马来酸酐与丙烯酸共聚物、儿茶酚单宁、α-萘酚、三羟甲基酚、酚醛树脂、尿素、D硫脲和朋胶等。可与聚氧化乙烯PEO形成络合物的无机物有氟化胺、氟化钠、溴、碘、钾、汞的卤化物，硫氰酸铵、硫氰酸钾等。 2．2 氧化性 聚氧化乙烯PEO由于分链上存在大量的醚键，因此很容易受到氧的攻击而发生降解。高温加工时、氧化降解会使熔体粘度随时间而迅速下降。某些重金属离子、氧化剂和紫外线都会加速其氧化降解的进程。抑制氧化降解的方法是添加抗氧化的稳定剂，如吩噻嗪、防老剂BHT、BHA、水杨酸酯等。 3 聚氧化乙烯PEO 制备和加工方法 聚氧化乙烯PEO由环氧乙烷在催化剂作用下开环聚合制得。—般地，阳离子和阴离子引发聚合通常得到的聚氧化乙烯PEO分子量比较低。欲制备高分子量的聚氧化乙烯PEO主要用配位阴离子聚合方法。配合阴离子聚合催化剂一般含有金属一氧—金属结构。 聚氧化乙烯PEO树脂和其它热塑性聚合物同样可在通常的热塑性塑料加工设备上采用挤出、模塑和压延等加工工艺以制备薄膜、片材或其它成型品。 4 聚氧化乙烯PEO产品规格 聚氧化乙烯PEO最主要的质量控制指标是分子量范围以及与分子量有关的树脂的水溶液粘度等。下面分别是美国、日本和国内聚氧化乙烯PEO产品质量规格(表1、表2和表3)。 表1 美国polyox树脂规格 牌号 相对分子质 标冷树脂 Brookfield 粘度(25℃) 量近似值 质量分数/% 轴号转数(/r.min-1) /Pa.s 混凝剂 5x106 1．0 2