聚氧化乙烯课件.ppt

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1、聚氧化乙烯材料科学与工程聚氧化乙烯1.聚氧化乙烯的概述2.聚氧化乙烯的制备方法3.聚氧化乙烯的性质4.聚氧化乙烯的应用和展望聚氧化乙烯的概述聚氧化乙烯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：聚氧化乙烯通常根据分子量的不同而区分为聚乙二醇和聚氧化乙烯。分子量2万以下为聚乙二醇，通常通过氧烷基化反应制得。分子量10万以上的称为聚氧化乙烯。聚氧化乙烯国外的研究和生产情况1933年，Staudinger和Lonmann，采用钙、锶、锌等的氧化物为催

2、化剂，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，制得分子量100万以上的高聚物。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。90年代以前，高分子量聚氧化乙烯的生产技术，被美国、日本的这三家公司垄断。国内的研究和生产情况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

3、海化工研究院有机室开始聚氧化乙烯的研究。1993年，上海化工研究院聚氧化乙烯装置一次投料试车成功，国产的聚氧化乙烯树脂开始面市。之后，广州化工研究所等单位也开展了聚氧化乙烯的研究工作聚氧化乙烯的制备方法环氧乙烷的聚合方法氧烷基化多相催化聚合→→路易斯酸或碱作催化剂，乙二醇或水引发碱土金属的碳酸盐和氧化物、烷基锌化合物等为催化剂聚合机理环氧化物高聚体的生成机理是配位阴离子聚合机理。催化剂有钙、钡等碱土金属的烃氧基化物、二乙基锌和三乙基铝等有机金属化合物，若加入少量的水和醇就成为有效的催化剂。实验室的制备方

4、法气体鼓泡聚合和在耐压瓶内的静置聚合，都必须保证系统内无氧无水气体鼓泡聚合首先将聚合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。最后停止通入环氧乙烷，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。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烷，密封好。充分摇混后静置于一定温度

5、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。工业上的制备装置聚氧化乙烯属于溶液淤浆聚合（或称沉淀聚合),即环氧乙烷溶于聚合溶剂，生成的聚氧化乙烯以沉淀的形式析出。大体为以下六个过程：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液的分离；聚合物的干燥及后处理；聚合物溶剂的回收；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

6、的线型有规则的螺旋结构。其最显著的特性是兼有热可塑性和水溶性及溶于某些有机溶剂的溶解性，有下列一些特性。（1）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。（2）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。（3）耐细菌侵蚀，不会腐败，在大气中的吸湿性通常不大。（4）超高分子的聚合物具有絮凝作用。（5）与其他树脂的相容性好。（6）良好的的液体减阻剂。（7）与各种极性化合物形成缔结。（8）低毒性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

7、为其醚-氧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反应。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%~10-2%（质量）的二价锰离子也是有效

8、的稳定剂。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。因为它的分子量大，因此很难被胃肠道吸收，基本不刺激皮肤，激活能力低、损伤眼睛的能力也很轻微。食品药物管理局（FDA）已经批准Polyox水溶性树脂在专门的食品包装和啤酒的直接添加剂方面的用途。聚氧化乙烯的应用聚氧