聚氧化乙烯的应用

聚氧化乙烯的应用
（长春市大地精细化工有限责任公司）
周伟平
一、简述
聚氧化乙烯，简称PEO(poly(ethylene oxide))，是由氧化乙烯（也称环氧乙烷）开环聚合得到。

它是一类重要的水溶性高分子材料。

其用途很广，应用领域涉及造纸、电器、建筑、采矿、医药、农业、纺织、印刷、石油开采、市政工程、洗涤和个人护理用品等。

二、开发历史
1958年美国联合碳化物公司（Union Carbide Co.）首次实现了高分子量聚氧化乙烯的生产。

牌号为Polyox。

在此同时日本明成化学公司（Mesei Chemiucal Works Ltd.）于1957年开发成功高分子量聚氧化乙烯生产方法，并于1961年开始投入生产，商品牌号为Alkox。

日本制铁公司（Seitersu Kagaku Co.Ltd.）也开发成功高分子量聚氧化乙烯生产技术，并于1966年投入生产，商品名为PEO。

90年代以前，高分子量聚氧化乙烯的生产技术，被美国、日本这三家垄断。

制备聚氧化乙烯的工业装置及催化剂的工业制备技术，从未有过具体报道，而且有关文献及专利多出现在上世纪60～80年代初期，
80年代后这方面的报道越来越少，而报道又属一般性的叙述。

高分子量聚氧化乙烯的制备多采用非均相（或称多相）催化体系，如美国联碳公司在1987年一篇专利报道的是采用二乙基锌（ZnEt2 ）分散在SiO2上，于己烷中在30℃下进行聚合反应得到分子量为
6.5×106、催化剂效率为21㎏PEO/mol.Zn。

三、国内现状
我国对高分子量聚氧化乙烯的生产技术开发较晚，并曾有6～7家研究机构从事过PEO的研究和开发，但目前仅有我公司和上海联胜化工有限公司实现了工业装置生产。

我公司自1995年开始，在长春应化所实验室的研究成果（省科委应用基础基金资助项目）的基础上，经过多年的反复实验，开发成功在低温下有较高活性的非均相催化剂的生产制备技术。

该催化剂不仅活性高（效率32㎏/Mol.M）,且原料来源方便、易得、价格适中，在空气中不燃烧，使用安全，由此类催化剂得到的PEO的分子量可达到800万。

四、聚氧化乙烯的应用
PEO的应用可分为工艺添加剂和功能添加剂，它最终的作用是节能降耗或提升产品质量。

PEO还有一重要特点，就是它的生物亲和性好，无毒，因此可用在医药和医疗以及食品领域。

1.按功能分类
⑴分散剂
分子量在300万以上的PEO在水溶液中可用来分散其它细小物质。

如在造纸过程中用来分散长纤维；在水性油墨中用来分散无机颜料。

⑵絮凝剂
分子量在400万以上的PEO可用来絮凝悬浮在水中的细小无机颗粒。

如二氧化硅颗粒或凝胶，絮凝时间一般只需几分钟，效率大大超过聚丙烯酰胺类的絮凝剂，用在湿法冶金和陶瓷废水的处理有很好的效果。

⑶增稠剂
PEO溶解在水体系中有很好的增稠作用，由于它属非离子型化合物，在纯水中的PH值是中性，因此它对其它助剂的加入没有影响。

如在水性涂料中用于调节黏度；在水性压敏胶的生产中用来准确控制胶液的涂布量。

⑷减阻剂
PEO水溶液有很好的减阻性能。

国外已用在消防水中，它可使消防水枪喷水高度增加50%，同时还使喷出的水有集束效果。

在燃煤电厂锅炉的烟道中使用的脱硫和脱销催化剂的生产中添加PEO同时起到减阻和粘结的作用。

目前在医疗手术中使用的某些一次性医用导管的内壁也有一层PEO，也是起减阻作用。

混凝土在长距离泵送过程中也利用PEO的减阻作用。

在沐浴液中PEO起滑爽和增稠的作用。

⑸粘结剂
PEO在某些场合下也起粘结作用，尤其是利用它的湿粘性。

如在荧光粉的涂敷中用PEO做粘结剂。

⑹药物载体
PEO在熔融挤出造粒后在水中的溶解速度非常缓慢，因此被用作缓释放药物的载体。

2.按领域分类
⑴造纸业
在造纸领域用作纸浆分散剂，尤其是在卫生纸和薄型纸的生产中PEO有很好的分散效果。

还可用作助流剂。

⑵电器工业
PEO用作日光灯管的荧光粉粘合剂。

近年来已在国内得到了广泛的应用。

将荧光粉和PEO等配成水剂，可通过电泳的方法均匀地涂在荧光灯管的内壁。

这是目前最先进的、也是符合环保要求的荧光灯生产工艺。

⑶建筑行业
PEO用作水性涂料的增稠剂和稳定剂，还可作为混凝土的泵送剂。

腻子粉中用作湿粘剂。

⑷在陶瓷生产中用作工艺添加剂，可提高产品质量和成品率。

⑸在洗涤和个人护理用品中，起到增稠和滑爽的作用。

⑹农业
用作种子带和农药的包装，
用PEO薄膜包装的农药在使用过程中不直接接触人体，且PEO包装的农药在土壤中有一定的缓释作用。

因此在国际上得到广泛的应用。

⑺医疗和医药
缓释放药物和医用导管。

五、聚氧化乙烯的应用前景
在80年代中期，全世界的PEO产销量约为1万吨，日本当时的产量为2500吨/年，而当时PEO在我国还未有使用报道，进入90年代中期，全世界的PEO产销量已达1.5万吨。

80年代末伴随改革开放，日本的PEO产品开始进入中国市场，主要作为造纸分散剂，近十余年来，随着技术的进步和人民生活水平的提高，国内PEO在造纸上的应用日益成熟和广泛，总的需求在逐年递增。

PEO产品在我国的应用还处于开发阶级，目前仅在少数行业有较大量的使用，在其它领域的应用刚刚起步或还未起步，市场潜力很大。

许多用途还有待开发，也必然会得到开发。

在许多应用领域，人们并不了解PEO的用途和它的优点，这就需要我们与使用单位合作，共同开发PEO的应用。

目前国内估计用量
领域用量，吨/年
卫生纸～1500
个人护理用品～100
电缆阻水带～100
建材～200
粘合剂、涂料～200
荧光灯～300
燃煤电厂用催化剂～500
除了国内市场之外，国际上的年使用量在1.5万吨以上，因此我们即要开发国内市场，还要在质量稳定、产量稳定的基础上参与国际竞争，力争使我国成为世界上最大的聚氧化乙烯生产国。