聚环氧乙烷 牛继山(2020年整理).pptx

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体还是其水溶液随着放置时间的变长,相对分子质量均会下降,这主要是由于氧化 降解所致。微量的氯、 过氧化物、 高锰酸钾 、过硫酸盐或过渡金属离子( C u 、 F e 、N i ) 的存在, 均能促使其降解,通常可以加入些稳定剂,如丁基化羟基甲 苯 5 % --1 0 %( 质量分数)的无水乙醇乙醇、乙二醇等,来降低氧化降解的速度。 其优异性能归结如下:
1.毒性很小,PEO 获美国m~批准用作多种食品、化妆美容品和药物制剂的 添加物或载体,其中药物制剂包括可注射的、局部的和直肠、鼻等部位给药的药物。 PEO的毒性很小,分子量大于 1kg 的PEO口服、静脉注射或是经皮肤给药时是 没有毒性的。据估计,人体每天可接受PEO最大摄入量为 10mg/kg。
( 2 ) 牙托粘台剂
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低毒性和生物惰性使它极适合制成假牙与牙床问的粘合剂,并有助于减少此类人体 用产 品的不愉快气味。
( 3 ) 酸性清洗剂 聚环氧乙烷对常见天然及合成的聚合物有耐酸降解作用 ,借助磷酸、柠檬酸 、油 酸、 烷基丙烯酸磺酸盐等有增稠和脂凝作用 , 是公共场所 、 陶瓷 、 玻璃和金 属表面最常用的清洁剂 。
【制备与表征】 一、静电纺丝方法制备聚乳酸( P L L A) / 聚环氧乙烷( P E O) 纳米纤维膜。 1 原料:左旋 聚 乳 酸 (PLLA), 重均分 量 ( M )1017500 , 分子量分布指数三、 静 电纺丝方法制备聚乳酸( PLLA) / 聚环氧乙烷( PEO) 纳米纤维膜。 1.74, 深圳光华伟业有限公司 ;聚环氧乙烷 (P E O), M =100000,Sigm Al drich; 二氯甲烷 (DCM), N,N -二甲基甲酰胺( DMF),分析纯,北京化学试剂厂。 2 仪器设备:E S 3 0 P 型高压发生装置 ,美国 Gamma Higholtage Research 公司;KDS100 型推进器,美国 KD Scientific 公司;注射器,市售 10m L 医用一次 性注射器,针头内径 0.38 mm;X Mr E A -7000 P 型真空烘箱 ,天津机械厂 。 3实验原理:左旋聚乳酸 ( PLLA) 作为生物降解结晶性高分子 , 具备优异 的力 学强度、良好的生物相容性,在农业、包装业、医药等领域已得到广泛应用 。然而 , 结晶速度慢、结晶度低 、韧性差等缺点限制了进一步应用。聚环氧乙烷 ( P E O) 是 结晶性高分子 ,有良好的生物相容性、低毒性和亲水性 , P E O 与 PLLA 之间具 备相容性或部分相容性 ,且其相容性取决于 P E O 的相对含量及分子量,因此常用 P E O 对 PLLA 进行改性。
2 静电纺丝 将上述溶液倒入注射器中,调节电压为 1 5 k V 推进速率为 05 m L/ h ,接收装 置为直径为 1 0 c m 滚筒调节转速为 500r/min,水平接收距离为 15cm,所制备样品
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置于真空 hoist、烘箱中常温处理 12h,残余溶剂后进行测试。 5 工艺流程
0:100 的 PEO 与 PLLA 的共 混物
( 1 4 ) 高分子絮凝剂 聚环氧乙烷的强极性 , 使它能与多种被絮凝物形成缔合物,特别是高分子量聚环 氧乙烷 。已成功地用于多种情况下絮凝 , 如采矿业 、 纸浆造纸业、 纤维优化、 填料保持等 ,有趣的是它与许多物质有协同絮凝作用 。
【国内外研究生产状况】 (1) 国内研究状况 20 世纪 70 年代中期,无锡化工研究所研究出了二乙基锌——硝基甲烷系催化
( 4 ) 隐形眼镜清洗剂 低毒性和假塑性 , 使聚环氧乙烷在这方面的应用具有独~ · 无二的优点 , 用 它处理过的硬化镜 片或凝胶镜片, 在低剪切速度下 内表 面有高粘度层 , 在高 剪切速度下则内表 面有低粘度层 , 这就 允许 眼睑平滑而不费力的滑过镜片 , 使人舒适而无异物感。与纤维素类成分产品不 同, 这种清洗 剂无 助于细菌滋生, 更易保持无菌状态。 ( 5 ) 水基金属切削液 由于聚环氧乙烷 的假塑流变 性, 其水溶液具有减少喷散和喷雾 的能力 , 从 而 减少 削液的离散损失 同样的性质, 使它有望用于油漆 、 农药等喷送领域。 ( 6 ) 泡沫稳定剂 聚环氧乙烷粘稠性 与假塑性相结合, 可减少 泡沫的迅速消失, 加上其低口狠毒 性, 现已广泛用作啤酒、 麦芽汁及其 它饮料 的泡沫稳定剂。 (7 ) 发胶 聚环氧乙烷有极长 的线状聚合物链, 即使 浓度很低 时, 也可推动水相体系流动 并减轻湍流有利于泵送 同理 , 也用于各种装料输送。 (8 ) 水凝胶 聚环氧乙烷经交联处理后 , 能吸收 5~1000 倍于 自身重量的水 , 并可在 需要 时释放 出来。现已用作土壤添加剂 , 可减少长期干燥 时植物的死亡率。 ( 9 ) 水溶性包装膜 聚环氧乙烷包装膜易热封 , 具有水溶性, 用于难处理 的食品包装 , 或农药 、 染料等有害物质的包装 ,使用极为方便 ( 1 0 ) 涂料增稠剂 聚环氧 乙烷的假塑性 , 能使水基涂料具有均涂性和流动性, 在低剪切速度下保
4 制备工艺: 1 溶液配制 称取一定质量 P E O 和 PLLA,其中 P E O 和 PLLA 在共混物中的质量比分别为 0: 100, 5:9 5, 10:9 0,溶解于质量比为 7:3 的 D C M/ D MF 混合溶剂中, 其 中聚合物质量分数为 1 0 %,所配制的溶液搅拌过夜备用。
它具有良好的水溶性,容易加 工成型, 而且毒性很低, 是一种用途 广泛的 高分子化合物, 可用做水溶性薄膜、 水相减阻剂、 纺织浆料、 增稠剂、 絮凝剂、 润滑剂、 化妆品添加剂、抗静电剂等。聚环氧乙烷的合成在国内外都有研究,其性 质也使其在造纸工业中得到越来越多的应用。
【结构特性】 聚环氧乙烷【PEO】是一类以(CH2CH20)为结构单元的聚醚,其结构
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持较高粘度 , 并减少产生沉降; 用于金属表面辊压涂料中, 可消除辊的不均匀 涂料分布产生的纹理 , 形成均一的外观。
1 1 ) 石油钻井泥浆添加剂 用聚环氧乙烷增稠 和润 滑的水基石油钻井泥浆 , 同时具有耐酸性和耐生物侵蚀 性。其水溶液 的 假塑性 , 大大增强 了井壁 内表面 的流体损失控制能 力 , 这 在极易渗透 的地层中钻井时非常重要 ,此时地 层能被钻井液或泡沫所侵蚀 ,而 聚环氧乙烷可逐层堵塞地层 ,减少昂贵钻井液的流失 。
聚氧化乙烯具有较好的化学稳定性, 既耐酸又耐碱, 由于其分子结构中不具 有化学活性基团,除在苛刻条件下发生分解外,其它化学反应很难进行。但由于高 分子链中醚氧原子上还有共享电子对,有较强的形成氢键的倾向,可以和多种有 机 低分子化合物有机聚合物及某些无机电解质形成缔合络合物。无论是聚氧化乙 烯固
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高分子材料
课程设计说明书
题目 系 (院) 专业 班级 学生姓名 学号 指导教师 职称
聚环氧乙烷 化学与化工系
材料化学 XXXX 级 1 班
牛继山 1014100429
张新 讲师
XXXX 年 6 月 01 日
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聚环氧乙烷
【简介】 聚环氧乙烷也叫聚氧化乙烯, 英 文 名 为 p o l y e t h y l e n e o x i
7:3 的 DCM/DMF 混 合液
产品
烘箱 12h
1000ml 烧杯
搅拌均匀,静置过夜
接收装置
10ml 注射器
6 测试与表征 (1)表面形貌表征
使用日本 JSM-6330 型场发射扫描电显镜 FE—SEM)观察纤维表面形貌,采用 nano.measurer 图像分析软件测量 100 根纤维直径,并统计纤维直径分布。 3.2 差示扫描量热分析使用梅特勒 Toledo 一 822e 示差扫描量热仪(DSC)观察纳米 纤维膜的结晶和熔融行为,在氮气氛围下以 10℃/min 的升温速率从 25℃升温到 180℃;通过熔融焓值可以计算得纤维的总体结晶度(x。。),且忽略升温过程中的结 晶度变化,通过熔融焓和结晶焓的差值可算出初始的结晶度(X。。),如式
d e ,简 称 P E O .聚环氧乙烷的结构为-[-CH2─CH2─O-]-。环氧乙烷而成的线 型聚醚,其中,分子量在数百到两万之间的液体、油脂状及蜡状物,由于结构与乙 二醇缩聚的产物相同,又称为聚乙二醇 PEG。分子量从 7 万到 500 万的,称聚氧亚 乙基,又称聚氧化乙烯 PEO,其中分子量从数十万到数百万的称为超高分子量聚氧 亚乙基,是一种水溶性的热塑性结晶型树脂,用途极为广泛。
剂。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,后将该 技术转让给无锡炼油厂,其聚环氧乙烷的相对分子质量只有 ( 6—7 ) ×1 0 上 海化工研究所有机室于 1984 年开始聚环氧乙烷的合成研究工作 1986 年聚环氧乙烷 的合成研究专题列为国家七五攻关专题,于 1992 年月通过验收。1993 年聚环氧乙 烷装置一次投料试车成功,国产的聚环氧乙烷树脂开始面市。
(2) 国外研究状况 1958 年美国联合碳化物公司采用碳酸锶等高活性催化剂,率先在工业上制得相 对分子质量为百万以上的高聚物,并阐述了该高聚物的各种性质 ,商 品 名 为“ P
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O L Y O X” 。 日本明成化学工业株式会社于 1 9 6 1 年成功制得高相对分子质 量的聚环氧乙烷,商品名为“ A L K O X ” 。日本制铁化学工业株式会社, 自 1 9 5 9 年以京都大学古川教授发现催化剂为基础,继续研究环氧乙烷的聚合方法 , 确定了高相对分子质量聚环氧乙烷的制造方法。 1 9 6 4 年进行了中试,同时致 力于应用的研究开发工作,1 9 6 6 年开始了工业生产, 以“P E O ” 商品名销 售。
式为H[OCH2CH2]nOH。因为它可以由乙二醇缩聚而成,所以也被叫做聚乙二 醇【PEG】。单甲氧基聚环氧乙烷【mPEO】是一端为甲氧基、另一端为羟基 的 聚环氧乙烷,其结构式为CH3(OCH2CH2)nOH。 【性能特点】
聚环氧乙烷聚氧化乙烯属醚,具有线性结构。 室温下为白色粉末或颗粒, 无 特殊气味,毒性很低。熔点为 6 5—6 7 。 C,聚氧化乙烯完全溶于水,水溶液呈中 性或碱性; 也可溶于某些有机溶剂, 如已氰、 三氯乙烯、 氯仿及苯甲醚等。 当 其水溶液接近 100 。 C 时,聚合物会发生沉淀。这是因为在该温度下聚氧化乙烯与 水中氢离子的缔合作用被破坏。 这个温度称为昙点, 它随着树脂浓度和含盐量的 增加而降低; 另外,pH 小于 10 时,昙点变化平缓; 大于 1O 时, 昙点急剧降低。
2.水中溶解性很好,但接近水沸点时,反而下降;此外还能溶于、、二氯乙烷 及热苯等有机溶剂。
3 结构规整,呈现球晶,结晶度可高达 95%;熔点 62~66℃,可用挤出成型。 4 抗拉强度接近于中密度聚乙烯;相对湿度在 70%以下时,吸水仅 5%以下,对强 度几乎无影响。
6 聚氧亚乙基溶于水中,有助于减少湍流的摩擦,仅 6ppm 即可降低管道阻力50%。 7 聚环氧乙烷的端基为羟基,可进行酯化等反应。但聚氧亚乙基容易与如聚丙 烯酸、尿素或丹宁酸等缔合,还会发生,因此须加防老剂。 8. 极小的免疫原性及抗原性[61。PEO本身免疫原性极弱,通常在 PEO修 饰物免疫的动物血清中检测不到特异性的抗PEO抗体用. 9. 可被身体排除,在被排除到体外之前不会降解嘲。分子量小于30kDa的 P EO可以通过肾完整地排出体外,分子量在20kDa以下的可以通过粪便排出。 【主要用途】 聚环氧乙烷是环氧乙烷经非均相催 化聚合反应得到的高分子量均聚物, 为聚醚类 物质的重要组成部分 聚环氧乙烷 的重要性 能有完全水溶性、 低毒性、 独特的 溶液流变性 、有机酸复合 、低灰分、热塑性等。可应用于: ( 1 ) 胶粘剂 浓度仅 1 % ~5 %的水溶液 , 具有很高的粘性和稠度, 固化后的粘结性极大 , 除非再次润湿。可用于暂时连接或紧固。
( 1 2 ) 泵送混凝土添加剂 泵送混凝土 中掺加 聚环氧 乙烷后 , L f J 降低加水量, 形成低水分 、 易泵 送且强高的混凝土,模填充性良好 ,易保持所需锐角
( 1 3 ) 玻璃和陶瓷添加剂 聚环 氧乙烷能与玻璃表面形成缔合物 , 从而降低灰分含量, 提高透光性与光洁 度。若用于陶瓷配料体系 , 能提供 良好 的可塑性, 降低成型压力 , 最终产生 光滑的表面
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