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聚醚的结构对聚醚类产品应用性能的影响?
聚醚是指含有环氧类结构的化合物在开环与含活性氢的有机化合物进行聚合反应,产生分子主链上有醚键的大分子聚合物。环氧乙烷(EO)、环氧丙烷(PO)、环氧丁烷(BO)、环氧丁烷(BO)、四氢呋喃(THF)等。它们中含有活性氢气的有机物叫做起始剂。所制备的聚醚单体为环氧烷,环氧烷单体间可发生聚合反应,根据单体类型和聚合条件的不同,可进行嵌段或无规共聚,得到嵌段聚醚或无规聚醚。
其结构主要有五种核心成分:起始剂、环氧乙烷(EO)/环氧丙烷(PO)、环氧乙烷(EO)/环氧丙烷(PO)聚合方式、分子量、封端剂。
01、起始剂
以双亲结构为分子,以环氧乙烷为原料,以环氧丙烷为起始剂进行开环加成反应,得到了醚类化合物。对聚醚应用来说,聚醚的起始剂尤其重要;根据功能性质,聚醚的起始剂一般包括一元醇、多元醇和胺类物质,常见的一元醇是正丁醇、异辛醇、十二醇、异构十三醇、十八醇等,是多元醇的起始剂,包括丙二醇、乙二醇、甘油等二元醇。三羟甲基丙烷等三元醇及季戊四醇、木糖醇、山梨醇、蔗糖等;胺类启动剂主要有乙二胺、二乙烯三胺、三乙醇胺等。
由于应用不同,在以一元醇为起始剂时,合成了一元醇聚醚,其中一部分一元醇聚醚可以作为高速纺油剂的主要成分,聚醚是一种以多元醇或多元胺为起始剂,用于洗涤,合成破乳剂等。
02、环氧乙烷(EO)/环氧丙烷(PO)之比
环氧乙烷/环氧丙烷(PO)的比例对聚醚性能的影响也很大,EO含量高,亲水性强,PO含量高,亲油性强。因EO比的影响,通常用聚醚作消泡剂,EO含量不能超过15%。一般而言,聚醚中EO/PO的比值可以根据产品的要求来设计。
03、环氧乙烷/环氧丙烷聚合方式
按不同投加环氧乙烷(EO)和环氧丙烷(PO)的不同,聚醚分为嵌段聚醚和无规聚醚。
嵌段聚醚与无规聚醚的区别是:
(1)嵌段聚醚的渗透性明显优于相应的各种无规聚醚;
(2)嵌段聚醚的浊点比无规聚醚低。聚醚中EO和PO的排列比较规整,使得水溶液中分子间做的力量更大,使得水溶液中的“拉力”变强,浊点降低;
(3)嵌段聚醚在高温(210℃)时的热失重率高于无规聚醚。其原因在于,在嵌段聚醚中,PO链段甲基使分子内空间位阻增大,分子热稳定性下降;
(4)嵌段聚醚的粘度比无规聚醚高得多,而且EO和PO排列整齐,使其相对分子力增加,使聚醚的粘度增加,这与嵌段对浊点的影响一致。
这些特殊情况表明,在到达终点后,将会出现由嵌段聚醚变为嵌段聚醚,而PO和PO的各种排列都会对材料的性能产生质的影响。其渗透率远高于所有的非规定聚醚(包括PO封端的无规聚醚)。由于聚醚的这些特性,可合成目前应用于渗透剂、消泡剂等多种特殊性质的助剂。
04、分子量
相对分子质量和起始剂间相关性较大,不同官能度不同的起始剂所能达到的聚醚分子质量不同,对其应用也不同。一元醇的起始分子量通常不超过2000个。
05、封端剂
以EO或PO封端的聚醚,有时为了使聚醚具有一定的特性,也会将聚醚封起来,封端剂不同,其产品的粘度、表面张力也不同,常见的封端剂有长链脂肪酸、丁醇等。
总之,聚醚的结构对产品的应用性能有很大影响,因此,无论是对于聚醚合成还是与聚醚相关牌号推荐,聚醚结构都是至关重要的,