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
1.
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
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：柔软、厚实、爽滑及高弹性。
发展展望
1958年美国联合碳化物公司以“Polyox”商品名使聚氧化 乙烯面市以后，在50多年的时间内，聚氧化乙烯的合成研究、 物性研究、改性研究和应用研究都得到迅速的发展。50年来， 聚氧化乙烯的合成研究和生产不断发展，进行了大量的工作， 今后的这方面虽然还可以做一些工作，单主要是开展应用研 究工作，或结合应用研究进行改性的研究工作，使之能满足 不同的要求，进一步拓宽应用范围。
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。
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。

造纸长纤维的分散剂
造 纸 工 业 中 的 应 用
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
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
分子量越高，假塑性越强 缔合作用 假塑性 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%~102%（质量）的二价锰离子也是有效的稳定剂。
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)。
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
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。
聚氧化乙烯——指平均分子量2万以上的乙二醇或 环氧乙烷和水高聚物的总称。
路易士酸为催化剂
氧烷基聚合 聚合方法 多相催化聚合
乙二醇和水为引发剂 烷基金属化合物为催化剂
烷氧基绿水乙酰基乙烯酮、烷氧基绿水乙酰 丙酮、烷氧基绿水乙酰丙酮合锌、稀土化合 物烷基铝水

气体鼓泡聚合
实验室制备
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。
日常用品工业中的应用
牙膏 泡沫剃须膏 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 使用时可以产生丰富的乳状泡沫 用于洗发时，使头 发柔软和光滑 洗发剂 具有良好的洗净和泡 沫性能，不刺激皮肤 调理香波 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 含有烷基糖化物的表面 活性剂和聚氧化乙烯

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。
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。


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。



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

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。
聚氧化乙烯的制备
聚氧化乙烯 Polyethylene oxide PEO

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。
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。






水溶液的性质
无水时
O O O
溶解性
溶液中
O
锯齿型
O O O
溶液的性质
曲折型
O
O
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。