聚氧化乙烯.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
2、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
3、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
4、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
5、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.
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