聚氧化乙烯(PEO)的物化性能和制备方法

[db:作者] / 2022-12-28 00:00

3.2.1.2 聚氧化乙烯(PEO)

[分子式]

[物化性能]聚氧化乙烯又称聚环氧乙烷，是环氧乙烷多相催化开环聚合而成的高分子量聚合物。由环氧乙烷聚合而成不同聚合度的高分子量物质，具有明显的晶型结构，其聚合物的性能主要取决于平均分子量的大小，当相对分子质量在200～600时呈稠状液体；相对分子质量在1000以上时呈蜡状固体；100万以上时呈疏质或硬质固体，色泽随分子量、催化剂和溶剂不同而变化。硬度和软化温度随分子量增大而减小，水溶液可盐析，溶于三氯甲烷、二氯甲烷等，不溶于乙醚、乙烷。PEO的使用性能起视其分子结构、分子量和用量等条件而定。

[制备方法]聚氧化乙烯的制备方法有氧烷基化和多相催化聚合两种，其中氧烷基化法生成的聚合物是黏稠的液体或蜡状的固体，最大的相对分子质量约2×104；多相催化聚合法能生成相对分子质量高于1×105的聚氧化乙烯。在多相催化聚合制备PEO的过程中，所使用的多相催化体系有烷氧基铝-乙酰基乙烯酮体系、烷基铝-水-乙酰丙酮体系和稀土化合物-三异丁基铝-水催化体系等。

(1)烷氧基铝-乙酰基乙烯酮体系

此法所用的烷氧基铝可为含甲氧基，乙氧基，丙氧基等的烷氧基化合物，其不活性物为苯、甲苯、环烷烃等，使烷氧基铝与水在活性介质中反应生成部分水解物后，再与乙酰基乙烯酮在不活性介质中进行加热反应生成产物作为聚合反应的催化剂，其中烷氧基铝、水和乙酰基乙烯酮的摩尔比为1：1：1，聚合温度100℃，反应最好在减压下进行。

(2)烷基铝-水-乙酰丙酮体系

使用烷基铝催化剂可以是三乙基铝、三甲基铝、三异丁基铝等，催化剂中乙酰丙酮、三乙基铝的摩尔比为0.8：1，水与三乙基铝的摩尔比为0.3：1，催化剂在65℃下陈化2h，环氧乙烷的聚合温度为20℃，以三乙基铝计的催化剂浓度为2mol/L，稀释剂与环氧乙烷的摩尔比为3：1，聚合20h左右的聚合转化率为96.0%。

(3)稀土化合物-三异丁基铝-水催化体系

稀土化合物可用于环氧乙烷的催化聚合，此催化剂的制备方法是由Ziegler型催化剂与稀土化合物混合，加入定量的甲苯，再注入烷基铝，于室温下陈化0.5h，经冷却后用水充分反应而成，催化剂浓度以稀土化合物计为0.28mol/L。水与烷基铝的摩尔比为0.6：1，催化剂用量为3.10%～5%。烷基铝与稀土化合物的摩尔比为10：1，单体质量浓度为150g/L。聚合温度90℃，时间12h，产品收率大于96.0%。

[应用]聚氧化乙烯可作为长纤维的分散剂，抄造卫生纸、餐巾纸、手帕纸时常用聚氧化乙烯树脂作长纤维分散剂。我国有一些造纸厂发现使用了聚氧化乙烯，可以缩短打浆时间。可以使用叩解度较低的纸浆，抄造出匀度良好的纸张，同时纸页柔软性和强度都较好。此外，聚氧化乙烯还可以用作新闻纸配料的助留剂。在高级纸厂使用的阳离子或阴离子助留助滤剂，对新闻纸厂“不适合，因为在新闻纸配料中，存在着大量的短磨木浆纤维和木素衍生物之类的胶状物。

林跃春等比较了聚氧化乙烯(PEO)、阴离子聚丙烯酰胺(APAM)和阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)三种助留剂的助留效果，PEO的助留效果最好，CPAM次之，APAM最差，当上述三种助留剂的添加量分别为0.10%时，在中性抄纸系统中的单程留着率分别达到97%、89%和78%；在酸性抄纸系统中的单程留着率分别达到92%、86%和83%。

Yevmenova和Baichenko利用联合胶体公司生产的相对分子质量为5.6×106的聚氧化乙烯、阴离子聚丙烯酰胺(M525和M365)和阳离子聚丙烯酰胺M1440作为絮凝剂来清除煤泥，试验结果表明若能有效溶解上述三种高分子絮凝剂，那么煤泥的过滤速度可以提高30%～40%，煤泥的含水率可以降低3%～4%。

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