概述

氧化乙烯(EO)開環(huán)聚合而成的線型高聚物，是一種具結(jié)晶性和熱塑性的水溶性聚合物。其相對(duì)分子質(zhì)量在200～20000者稱為聚乙二醇(PEG)，相對(duì)分子質(zhì)量在十萬以上者稱為聚氧化乙烯(PEO)。PEO為白色粉末，軟化點(diǎn)為65～67℃，脆化點(diǎn)為-55℃，具有水溶性好、毒性低、易加工成型等特點(diǎn)。

作為一種高附加值產(chǎn)品，其應(yīng)用發(fā)展前景相當(dāng)廣泛，生產(chǎn)聚環(huán)氧乙烷的原料價(jià)格僅幾千元，但產(chǎn)品聚環(huán)氧乙烷的價(jià)格為環(huán)氧乙烷的十幾倍，其經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀，發(fā)展聚環(huán)氧乙烷可用于紡織，造紙，薄膜等多種行業(yè)，其應(yīng)用與發(fā)展前景十分廣闊。

主要性質(zhì)^【2】

1. 物理性質(zhì)

1.1 溶解性

聚氧化乙烯完全溶解于水，其水溶液呈中性或弱堿性。高分子量聚氧化乙烯在室溫下能以任意比例與水混合，其濃度低時(shí)呈粘稠的溶液。隨著濃度的增加，溶液從凝膠狀逐漸變成橡膠狀彈性體。

1.2 水溶液粘度

聚氧化乙烯水溶液的粘度不僅與聚合物的分子量、溶液的濃度有關(guān)，而且與溶液的溫度、剪切速率、加入的無機(jī)鹽濃度等有關(guān)。溶液的粘度隨著溫度的升高而下降，對(duì)于分子量為10萬至500萬的聚氧化乙烯，當(dāng)溶液溫度由10℃升高到90℃ 時(shí)，溶液的粘度可以降低一個(gè)數(shù)量級(jí)。由于水溶液呈現(xiàn)非牛頓性，溶液粘度隨剪切速率的增加而下降。加入無機(jī)鹽，會(huì)使聚氧化乙烯的溶解溫度及其溶液的粘度下降，下降的幅度與鹽的種類及濃度有關(guān)。

1.3 凝聚性

高分子量聚氧化乙烯的水溶液，即使?jié)舛鹊陀?.1%也呈現(xiàn)出大的曳絲性，而且對(duì)含各種微細(xì)物質(zhì)的懸濁液有凝聚性。分子量越大，這種凝聚性也越大。

2. 化學(xué)締合性

聚氧化乙烯雖然具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性，但由于聚合物長鏈中醚氧原子上有未共享電子對(duì)，有很強(qiáng)的氫鍵親和力，能與一些電子接受體的單體或聚合物形成絡(luò)合物?？膳c聚氧化乙烯形成締合體的化合物有順丁烯二酸、丙烯酸、丹寧酸、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、馬來酸和丙烯酸的共聚體、萘酚和酚化合物、脲和硫脲等。

3. 氧化降解性

高分子量聚氧化乙烯在熱塑加工或配成水溶液時(shí)，對(duì)氧化降解都是敏感的。在熱塑加工中，熔融粘度隨著溫度的升高和時(shí)間的延長而迅速下降；常溫下的水溶液， 粘度隨著放置時(shí)間的增長而降低， 這些都是氧化降解所致。微量氯、過氧化物、高錳酸鹽、過硫酸鹽和某些過渡金屬離子( 如Cu ⁺ 、Cu ²⁺ 、F e ³⁺ 和N i ²⁺ ) 的存在會(huì)加快氧化降解速度。

為了抑制氧化降解，通常在熱塑加工或水溶液中添加一些穩(wěn)定劑。比如，添加聚合物重量0.01 % -0.5% 的吩噻嗪、丁基化羥基甲苯或丁基化苯甲醚是有效的。在水溶液中添加5%-10 % (重量) 的無水異丙醇、乙醇、乙二醇、丙二醇等能降低氧化降解速度。濃度為水溶液10^-5% -10^-2% ( 重量) 的二價(jià)錳離子(Mn²⁺) 也是有效的穩(wěn)定劑。但若其水溶液中無氧化劑存在，且在中性或弱堿性場合使用，則該溶液在短時(shí)間(1 天) 內(nèi)是穩(wěn)定的，溶液的粘度基本上不變化。

應(yīng)用

1. 薄膜

聚氧化乙烯的毒性極微，且具有假塑性，利用其可溶性可制備可溶性薄膜，具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，可用于農(nóng)的種子帶，由邊上封存的兩條薄膜之間夾上種子再將種子種下，土攘中的水將薄膜溶解，種子開始發(fā)芽。此外，交聯(lián)聚氧化乙烯能吸收自重近100倍的水份，適用于植物的土壤根保存水份，增強(qiáng)植物的抗早力。將聚氧化乙烯與其他樹脂共混，可制爺塑料包裝代，作為可降解塑料，是一種綠色產(chǎn)品， 對(duì)環(huán)境保護(hù)具有重要意義。

2. 紙張?zhí)盍洗媪魟┡c水溶性紙張膠印粘劑

在木質(zhì)紙漿造紙時(shí)，常需加入填料使紙潔白和不反光，但在生產(chǎn)過程中，會(huì)有相當(dāng)?shù)奶盍系募?xì)纖維損失，為了避免這種情況的發(fā)生，可向干纖維中加入0.03 Kg/t的聚氧化乙烯，能使損失明顯降低，而且，聚氧化乙烯作為絮凝劑，具有增效作用，可改進(jìn)填料，顏料和纖維的滯留率和提高排水率。聚氧化乙烯的1% 一5% 濃度的溶液粘性很大，在干燥后粘性消失。可用于造紙卷紙用的粘合劑，使用分子量為40-50萬的聚氧化乙烯，可以不撕破紙張而打開紙筒。

3. 紡織助劑

高分子量聚氧化乙烯醚具有粘接，分散，絮凝增稠等多種功能，可用于紡織漿料， 增稠劑等，在紡織業(yè)的應(yīng)用已日益廣泛。

4. 增稠劑

聚氧化乙烯的粘度很大，可用于粘合劑，高分子量的聚氧化乙烯具有很張的增稠能力，可用于洗滌添加劉，能增加粘度，產(chǎn)生柔軟，滑潤之感，用于清洗劑能與被洗表面接觸，提高清洗效果，高分子量，窄分子分布的聚氧化乙烯的應(yīng)用效果更佳。

5. 洗滌用品和化妝品中用作添加劑

在合成條狀去污劑中添加聚氧化乙烯樹脂可增加潤滑性和柔軟性，效果十分明顯，其潤滑性能可超過皂的潤滑性。在液體洗滌劑中添加聚氧化乙烯既可增強(qiáng)泡沫穩(wěn)定性，改進(jìn)手感，且使洗滌劑液增稠。在牙膏、剃須用品及膏霜、乳液等美容化妝品以及香波中添加聚氧化乙烯樹酷， 可增大這些用品的稠度，并提高其潤滑性。

6. 水相減阻劑

水在管子中流動(dòng)會(huì)受到動(dòng)力學(xué)阻力，這種阻力可以轉(zhuǎn)化成管子中流體的壓力損失以及水對(duì)管子表面的摩擦阻力。高分子量的聚環(huán)氧乙烷是降低流體湍流摩擦阻力的最有效的聚合物，其降阻率比聚丙烯酰胺和胍膠都高，湍流的水流中含有少量的PEO就可使流體的內(nèi)壓力和沖擊力變大，降低水流的湍流度。國外早已將它應(yīng)用于消防水管系統(tǒng)，美國聯(lián)合碳化學(xué)公司的快速水添加劑VCAR在70年代就已經(jīng)商品化。

少量PEO[(30～100)×10^-6 ]就可將水通過消防管線的摩擦阻力降低80%以上，水的射程增加一倍，并可多輸送約60%的水流過一般標(biāo)準(zhǔn)直徑( 6.35 cm)的滅火軟管。如果在滅火過程中使用了這種添加劑，不但可以提高滅火效率，限度地降低因火災(zāi)引起的經(jīng)濟(jì)損失，而且由于射程增加，更加確保了消防隊(duì)員的人身安全。

這種添加劑是一種半流體稀薄混合物，是將分子量大于50萬(是100～1200萬)，真空密度在(1.15～1.26)×10³ m³ /kg 的PEO，與一種惰性載體劑相混合，再加入少量的增稠劑配制而成的。所用載劑是兩種互溶的液體混合物或是一種固體溶于另一種液體的溶液，該溶液對(duì)PEO來說屬于非溶劑，但它容易與水混溶; 增稠劑不與聚氧化乙烯和載劑反應(yīng)，一般使用硅膠，用量為添加劑總重量的0～ 3.5%。

另外，利用PEO的這一特性，將少量這類樹脂(約200×10^-6左右)加入污水管線中，就能增加污水流速50%～100%，提高了污水管線的排水能力。當(dāng)管線嚴(yán)重過載時(shí)，把高分子量的PEO以干粉形式加入污水系統(tǒng)中，可使污水管線在負(fù)載過大時(shí)仍能勝任。

參考文獻(xiàn)

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