水溶性聚合物
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水溶性聚合物的功能
• 分散、悬浮：含有亲水和疏水基团，有 表面活性，降低水的表面张力，有助于 对固体的润湿，这对于粉体在水中的悬 浮分散特别有利。
• 絮凝作用：极性基团吸附于水中的固体 粒子，使粒子桥联絮凝成大的聚集体。 在水处理中应用，用量少、效率高。
水溶性聚合物的功能
• 增粘：使水溶液或水分散体的表观粘度 增Baidu Nhomakorabea的作用。
1、食品工业：饮料、果汁、糕点中起到增稠、改善口 感、保留水分等作用 。 2、加于合成洗涤剂中，防止污垢在织物上再沉积。 3、纺织、造纸工业：表面上浆，上色配料等。 4、建筑业：提高保水性和强度 。 5、涂料工业中加入后以控制其流变性和粘度。 6、化妆品工业：洗面乳、洗发精等产品中，控制粘度， 使固体物均匀分散或成膜。 8、医药业：片剂的黏合剂、混悬剂、助悬剂等。
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13.2.6 吸水性树脂
定义：由亲水性或水溶性单体合成的具有交联 结构的高分子树脂，不溶于水，而在水中溶胀。 根据吸水量与用途可分为： 水凝胶(Hydrogel)：吸水量为树脂量的百分之 数十者，吸水后具有一定的机械强度。 高吸水性树脂：吸水量为树脂的数十至上千倍。
OH
CH3COOCH3
根据水解度和聚合度定商品牌号。 水解度： 98~99％ 87~89％ 79~83％ 聚合度： 500~600 1400~1800 2400~2500
中国商品1799、1788牌号聚乙烯醇，代表 聚合度为1700，水解度分别为99％和88％。
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性能：
白色至淡黄色粉粒状物，水溶性与其水解 度和分子量有关。高水解度(98~99％)产品仅溶 于热水。中等水解度(87~89％)产品在室温下可 溶于水。
用氢氧化钠处理纤维素形成碱纤维素，再 与一氯醋酸钠反应制得。
Cell(OH)3+NaOH+Cl－CH2COONa
Cell(OCH2COONa)x(OH)3-x
6
NaOH ClCH2COONa
水溶性与纤
维素的羟基被置 换相关，当40% 以上羟基为羧甲 基置换，可形成 稳定的水溶液。
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羧甲基纤维素用途：
CH2
CH2
O n
聚氧乙烯是环氧乙烷在酸、碱及配位催化 剂的作用发生开环聚合生成的聚合物。
1、分子量在200~20000，称为聚乙二醇，用于 陶瓷，化妆品、聚氨酯原料（聚醚多元醇）及 润滑剂等。
2、分子量在105~106，称为聚氧乙烯(PEO)，主 要用作絮凝剂、包装薄膜、清洗剂、润滑剂、 减阻剂等。
• 减阻：使流体的流动阻力得以大幅度减 小（50%～80%）。
13.2 重要的水溶性聚合物 1、天然高分子纤维素改性的水溶性纤维 素衍生物； 2、合成的水溶性聚合物如聚乙烯醇，聚 氧乙烷、聚丙烯酰胺等； 3、高吸水性树脂。
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13.2.1 羧甲基纤维素
羧甲基纤维素(carboxymethylcelluse)简称 CMC，分子量4×104~6, 白色粉末。
8
羧甲基纤维素钠滴眼液
用于缓解 眼部干燥 所引起的 眼部不适 感，无刺 激的保湿 剂。
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13.2.2 聚丙烯酰胺
在自由基引发剂作用下经（溶液、乳液） 聚合反应生成聚丙烯酰胺：
CH2 CH
引发剂
CONH2
CH2 CH n CONH2
性能：可以任意比例溶于水。 应用：絮凝剂、增稠剂
10
13.2.3聚氧乙烯
与醛反应生成缩醛，工业最为重要是缩甲 醛，是维尼纶纤维的原料；其次为缩丁醛，主 要用作安全玻璃的夹层。
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应用：
聚乙烯醇最主要的用途是用来生产维尼纶 纤维，其次用作纺织浆料、粘合剂、涂料、分 散剂。
在造纸工业上作为上光剂又可增加纸张强 度和耐油脂性能。
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13.2.5聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸及其盐 (1)聚合物制备方法:
聚氧乙烯 作为絮凝剂用于洗煤、湿法冶金、 造纸工业的净水剂等。作为分散剂用于医药、 化学工业等。作为增稠剂用于乳胶涂料、清洗 剂、石油工业、建筑工业。作为减阻剂用于灭 火、流体输送等。
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13.2.4 聚乙烯醇
nCH2
CH 聚合
OCOCH3
CH2 CH
CHH23OOH
n 水醇解
OCOCH3
CH2 CH n
12
性能及应用：
①聚乙二醇
分子量200~600，常温为液体。易溶于水，水 溶液粘度随分子量提高而增加。
聚乙二醇可溶于醇、醚醇、乙二醇、酯、酮、 芳烃等极性有机溶剂中，不溶于脂肪烃、环脂烃 以及一些低极性溶剂中。
聚乙二醇具有吸湿和保湿性能，此性能随分子 量的升高而降低。
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②聚氧乙烯
白色粉状物，熔点65℃，玻璃化温度-50 ℃ 易溶于水以及氯代烃，受热可溶于醇、酮、酯、 醚等溶剂中。
13章 水溶性聚合物
13.1 概述 13.2 重要的水溶性聚合物
1、羧甲基纤维素 2、聚丙烯酰胺 3、聚氧乙烯 4、聚乙烯醇 5、聚丙烯酸及其盐 6、 吸水性树脂
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13.1 概 述
水溶性聚合物：能溶解或溶胀于水中形成水溶 液或分散体系。
特征：
1、主链含有亲水性的短链醚键或仲胺键。 2、主链为C－C键，但沿主链分布众多的亲水 基团（-SO3H，-COOH，-CONH2等）。 功能：分散、絮凝、增粘、减阻、成膜等多种 物理功能。。
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聚合方法：
①聚乙二醇：用乙二醇为起始剂，烧碱水溶液 为催化剂，环氧乙烷于热压釜中加热反应。温 度150～180℃，压力0.3~0.6MPa。当分子量达 到要求时，停加热，降压，加酸中和，过滤、 冷却、包装为商品。
②聚氧乙烯：环氧乙烷与催化剂（碳酸锶）， 在低沸点的脂肪烃（已烷、异辛烷）中催化开 环聚合而得。
环、乙二醇等极性溶剂中，而不溶于乙醚、脂 肪烃、芳烃等非极性溶剂中。其一价金属盐和 铵盐可溶于水。
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(3)应用 在采矿、纺织、化妆品、造纸以及水处理
等领域得到应用。 主要用途：作为增稠剂用于二次采油工业，
可以明显提高采油率。作为分散剂用于涂料中 用作颜料的分散剂，水泥中改善分散性提高混 凝土强度。作为絮凝剂用于饮用水和污水的处 理领域。
主要采用水溶液聚合法。 丙烯酸或甲基丙 烯酸稀溶液(10％左右)，采用过硫酸铵为引发 剂，用量0.1~0.2％，反应温度90℃。
引发剂和水先加于反应器，然后逐渐加入 单体丙烯酸，这种加料方式，反应易于控制。
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(2) 性能 聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸以及其盐为坚硬、
透明、脆性固体材料。 可溶于水，还可溶于甲醇、乙醇、二氧六
水溶性聚合物的功能
• 分散、悬浮：含有亲水和疏水基团，有 表面活性，降低水的表面张力，有助于 对固体的润湿，这对于粉体在水中的悬 浮分散特别有利。
• 絮凝作用：极性基团吸附于水中的固体 粒子，使粒子桥联絮凝成大的聚集体。 在水处理中应用，用量少、效率高。
水溶性聚合物的功能
• 增粘：使水溶液或水分散体的表观粘度 增Baidu Nhomakorabea的作用。
1、食品工业：饮料、果汁、糕点中起到增稠、改善口 感、保留水分等作用 。 2、加于合成洗涤剂中，防止污垢在织物上再沉积。 3、纺织、造纸工业：表面上浆，上色配料等。 4、建筑业：提高保水性和强度 。 5、涂料工业中加入后以控制其流变性和粘度。 6、化妆品工业：洗面乳、洗发精等产品中，控制粘度， 使固体物均匀分散或成膜。 8、医药业：片剂的黏合剂、混悬剂、助悬剂等。
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13.2.6 吸水性树脂
定义：由亲水性或水溶性单体合成的具有交联 结构的高分子树脂，不溶于水，而在水中溶胀。 根据吸水量与用途可分为： 水凝胶(Hydrogel)：吸水量为树脂量的百分之 数十者，吸水后具有一定的机械强度。 高吸水性树脂：吸水量为树脂的数十至上千倍。
OH
CH3COOCH3
根据水解度和聚合度定商品牌号。 水解度： 98~99％ 87~89％ 79~83％ 聚合度： 500~600 1400~1800 2400~2500
中国商品1799、1788牌号聚乙烯醇，代表 聚合度为1700，水解度分别为99％和88％。
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性能：
白色至淡黄色粉粒状物，水溶性与其水解 度和分子量有关。高水解度(98~99％)产品仅溶 于热水。中等水解度(87~89％)产品在室温下可 溶于水。
用氢氧化钠处理纤维素形成碱纤维素，再 与一氯醋酸钠反应制得。
Cell(OH)3+NaOH+Cl－CH2COONa
Cell(OCH2COONa)x(OH)3-x
6
NaOH ClCH2COONa
水溶性与纤
维素的羟基被置 换相关，当40% 以上羟基为羧甲 基置换，可形成 稳定的水溶液。
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羧甲基纤维素用途：
CH2
CH2
O n
聚氧乙烯是环氧乙烷在酸、碱及配位催化 剂的作用发生开环聚合生成的聚合物。
1、分子量在200~20000，称为聚乙二醇，用于 陶瓷，化妆品、聚氨酯原料（聚醚多元醇）及 润滑剂等。
2、分子量在105~106，称为聚氧乙烯(PEO)，主 要用作絮凝剂、包装薄膜、清洗剂、润滑剂、 减阻剂等。
• 减阻：使流体的流动阻力得以大幅度减 小（50%～80%）。
13.2 重要的水溶性聚合物 1、天然高分子纤维素改性的水溶性纤维 素衍生物； 2、合成的水溶性聚合物如聚乙烯醇，聚 氧乙烷、聚丙烯酰胺等； 3、高吸水性树脂。
5
13.2.1 羧甲基纤维素
羧甲基纤维素(carboxymethylcelluse)简称 CMC，分子量4×104~6, 白色粉末。
8
羧甲基纤维素钠滴眼液
用于缓解 眼部干燥 所引起的 眼部不适 感，无刺 激的保湿 剂。
9
13.2.2 聚丙烯酰胺
在自由基引发剂作用下经（溶液、乳液） 聚合反应生成聚丙烯酰胺：
CH2 CH
引发剂
CONH2
CH2 CH n CONH2
性能：可以任意比例溶于水。 应用：絮凝剂、增稠剂
10
13.2.3聚氧乙烯
与醛反应生成缩醛，工业最为重要是缩甲 醛，是维尼纶纤维的原料；其次为缩丁醛，主 要用作安全玻璃的夹层。
16
应用：
聚乙烯醇最主要的用途是用来生产维尼纶 纤维，其次用作纺织浆料、粘合剂、涂料、分 散剂。
在造纸工业上作为上光剂又可增加纸张强 度和耐油脂性能。
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13.2.5聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸及其盐 (1)聚合物制备方法:
聚氧乙烯 作为絮凝剂用于洗煤、湿法冶金、 造纸工业的净水剂等。作为分散剂用于医药、 化学工业等。作为增稠剂用于乳胶涂料、清洗 剂、石油工业、建筑工业。作为减阻剂用于灭 火、流体输送等。
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13.2.4 聚乙烯醇
nCH2
CH 聚合
OCOCH3
CH2 CH
CHH23OOH
n 水醇解
OCOCH3
CH2 CH n
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性能及应用：
①聚乙二醇
分子量200~600，常温为液体。易溶于水，水 溶液粘度随分子量提高而增加。
聚乙二醇可溶于醇、醚醇、乙二醇、酯、酮、 芳烃等极性有机溶剂中，不溶于脂肪烃、环脂烃 以及一些低极性溶剂中。
聚乙二醇具有吸湿和保湿性能，此性能随分子 量的升高而降低。
13
②聚氧乙烯
白色粉状物，熔点65℃，玻璃化温度-50 ℃ 易溶于水以及氯代烃，受热可溶于醇、酮、酯、 醚等溶剂中。
13章 水溶性聚合物
13.1 概述 13.2 重要的水溶性聚合物
1、羧甲基纤维素 2、聚丙烯酰胺 3、聚氧乙烯 4、聚乙烯醇 5、聚丙烯酸及其盐 6、 吸水性树脂
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13.1 概 述
水溶性聚合物：能溶解或溶胀于水中形成水溶 液或分散体系。
特征：
1、主链含有亲水性的短链醚键或仲胺键。 2、主链为C－C键，但沿主链分布众多的亲水 基团（-SO3H，-COOH，-CONH2等）。 功能：分散、絮凝、增粘、减阻、成膜等多种 物理功能。。
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聚合方法：
①聚乙二醇：用乙二醇为起始剂，烧碱水溶液 为催化剂，环氧乙烷于热压釜中加热反应。温 度150～180℃，压力0.3~0.6MPa。当分子量达 到要求时，停加热，降压，加酸中和，过滤、 冷却、包装为商品。
②聚氧乙烯：环氧乙烷与催化剂（碳酸锶）， 在低沸点的脂肪烃（已烷、异辛烷）中催化开 环聚合而得。
环、乙二醇等极性溶剂中，而不溶于乙醚、脂 肪烃、芳烃等非极性溶剂中。其一价金属盐和 铵盐可溶于水。
19
(3)应用 在采矿、纺织、化妆品、造纸以及水处理
等领域得到应用。 主要用途：作为增稠剂用于二次采油工业，
可以明显提高采油率。作为分散剂用于涂料中 用作颜料的分散剂，水泥中改善分散性提高混 凝土强度。作为絮凝剂用于饮用水和污水的处 理领域。
主要采用水溶液聚合法。 丙烯酸或甲基丙 烯酸稀溶液(10％左右)，采用过硫酸铵为引发 剂，用量0.1~0.2％，反应温度90℃。
引发剂和水先加于反应器，然后逐渐加入 单体丙烯酸，这种加料方式，反应易于控制。
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(2) 性能 聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸以及其盐为坚硬、
透明、脆性固体材料。 可溶于水，还可溶于甲醇、乙醇、二氧六