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不同的起始剂对聚醚的应用
一,概况
01聚醚的定义
聚醚是指含有环氧结构的化合物通过开环与含有活性氢的有机化合物发生聚合反应,在分子主链中产生含有醚键的聚合物。其中,环氧化合物通常是环氧乙烷(EO),环氧丙烷(PO),环氧丁烷(BO),四氢呋喃(THF)等等。其中,含有活性氢的有机化合物称为起始剂。
02聚醚的分类
聚醚的单体是环氧烷,可以在环氧烷单体之间发生聚合反应。根据单体类型和聚合条件的不同,可以发生嵌段共聚或无规共聚,得到嵌段聚醚或无规聚醚。
嵌段聚醚是环氧乙烷(EO)和环氧丙烷(PO)分别形成均聚长链段,间隔排列在主链上。根据嵌段顺序的不同,可分为聚醚。EPE型或PEP型。
无规聚醚是环氧乙烷(EO)和环氧丙烷(PO)在分子链上无规则排列,两个单体在主链上随机分布,没有一个单体能在分子链上形成单独的长链段。
二、聚醚的应用
聚醚非离子表面活性剂是一种非常重要的表面活性剂,具有优异的表面活性和灵活性HLB因此,它广泛应用于食品、药品、化妆品、纤维及相关行业,常用作润滑剂、洗涤剂、乳化剂、分散剂、消泡剂等。
01嵌段聚醚的应用
环氧乙烷(EO)和环氧丙烷(PO)嵌段共聚物是聚合物聚醚表面活性剂。分子中的聚氧乙烯基部分是亲水基,聚氧丙烯基部分是疏水基,因为它具有甲基和疏水性。其性能与相对分子质量和EO和PO混合比不同,结构具有丰富的可设计性。
近年来,嵌段聚醚广泛应用于溶解、提取、生化分离、药物缓释、组织工程、介孔材料、医药和化妆品,主要包括表面活性剂复合、嵌段聚醚功能、生化分离和界面吸附。
02无规聚醚的应用
在环氧乙烷(EO)和环氧丙烷(PO)在无规共聚物中,聚氧乙烯链段可使产品水溶性,而聚氧丙烯链段可使产品在常温下保持液体。无规聚醚具有反溶性(即当水溶液温度升高到某一点时,相分界形成油和水两相;当溶液温度降低到某一点时,相界面消失,油相溶于水相,形成均匀的聚醚水溶液)。
无规聚醚的应用范围包括制动油、淬火剂、脱模剂、消泡剂和织物、压缩机和橡胶加工中使用的润滑剂。其中,在高速纺油剂中应用广泛。它具有加热器残留量低、高速纺织摩擦扭曲时白粉量低、耐磨性好、温度变化时粘度影响小等特点,成为油配方的主要成分。
三、聚醚结构与性能的关系
聚醚的结构主要包括五个核心要素:起始剂、环氧乙烷(EO)/环氧丙烷(PO)环氧乙烷的比例(EO)/环氧丙烷(PO)聚合方式、分子量、封端剂。
聚醚结构对产品应用性能的影响:
01起始剂
聚醚是一种具有两亲结构的分子,是由环氧乙烷、环氧丙烷和起始剂在催化剂的作用下发生开环加成反应而产生的醚化合物。聚醚的起始剂对聚醚的应用尤为重要。聚醚的起始剂通常不包括一元醇、多元醇和胺。一元醇多为正丁醇、异辛醇、十二醇、异构十三醇、十八醇等。多元醇起始剂包括丙二醇、乙二醇等二元醇、甘油、三羟甲基丙烷等三元醇和季戊四醇、木糖醇、山梨醇、蔗糖等多元醇胺、二乙烯三胺、三乙醇胺和多乙烯多胺。
不同的起始剂有不同的应用。当使用一元醇作为起始剂时,得到一元醇聚醚。一些一元醇聚醚可用作高速纺化油的主要成分,如丁醇聚醚。C8~C18醇聚醚,C11-C13异构聚醚等。;烯丙醇聚醚作为起始剂一般不单独使用,一般用于改性氢硅油。使用二元醇作为起始剂时,必须倒置二元醇聚醚。嵌入式二元醇聚醚是一种聚合物表面活性剂,常用作乳化剂、洗涤剂、破乳剂等。聚醚以多元醇或多元胺为起始剂,可用于洗涤和破乳剂聚氨酯的合成。
02环氧乙烷(EO)/环氧丙烷(PO)的比例
环氧乙烷(EO)/环氧丙烷(PO)聚醚的性能比例也很大,EO含量高,亲水性强,PO含量高,亲油性强。由于含量高。EO聚醚作为消泡剂的比例影响,EO含量一般不超过15%。一般来说,聚醚中可以根据产品的需要进行聚醚EO/PO设计的比例。
环氧乙烷/环氧丙烷聚合方式:加入环氧乙烷(EO)和环氧丙烷(PO)聚醚一般分为嵌段聚醚和无规聚醚。
嵌段聚醚与无规聚醚的区别在于:
(1)嵌段聚醚的渗透性远好于相应的各种无规聚醚;
(2)嵌段聚醚的浊点明显低于无规聚醚。在嵌段聚醚中,EO和PO排列整齐,增加分子间作用力,摆脱水溶液中的水“拉力”能力变强,从而降低浊点;
(3)高温下嵌段聚醚(210)℃)热失重率高于无规聚醚。这是由于嵌段聚醚中的热失重率。PO链段甲基的存在.甲基的存在增加了分子内的空间位阻,降低了分子的热稳定性;
(4)嵌段聚醚的粘度明显高于无规聚醚.在嵌段聚醚中,EO和PO整齐排列导致分子力增大,聚醚粘度提高,与嵌段对浊点的影响一致。
这些特殊性表明嵌段聚醚,EO和PO各种排列方式影响无规聚醚的性能。当这种变化走到尽头,即从无规变为嵌段时,其性能会发生质的变化。例如,对于无规聚醚,EO密封端不利于渗透,PO密封端可以改善渗透性。但当它变成嵌段时,即使把所有的都放进去,EO它的渗透性远好于所有无规聚醚(包括无规聚醚)PO密封端的无规聚醚)。利用嵌段聚醚的这些特性,可以合成许多特殊性能的添加剂,如渗透剂、消泡剂等。
04分子量
聚醚的分子量与起始剂有很大的相关性。不同官能度的起始剂可以实现不同的分子量,其应用也不同。例如,一元醇的聚醚分子量一般不超过2000。
05封端剂
聚醚除去以EO或者PO除了密封端,有时为了使聚醚具有一定的特殊性能,还会密封聚醚。密封剂不同,产品粘度和表面张力不同。常见的密封剂有长链脂肪酸和丁醇。
综上所述,聚醚的结构对产品的应用性能有很大的影响。因此,聚醚的结构对聚醚的合成和聚醚相关品牌的推荐至关重要