Полиетилен оксид високе молекуларне тежине (ПЕО) је широко коришћено полимерно једињење са добром растворљивошћу у води, ниском токсичношћу и лаком обрадом и обликовањем. Може да се користи као филм растворљив у води, средство за одређивање величине текстила, згушњивач, флокулант, лубрикант, дисперзант, водени редуктор отпора, козметички адитив, антистатичко средство, итд. Синтеза полиетилен оксида углавном усваја шаржну реакцију, а кључ лежи у катализатору. Од 1960-их, различити катализатори су проучавани и успостављени. Успешнији системи су: органоцинк-полиол-моноол, алкоксиалуминијум-вода{{9}ацетилацетон, алкилалуминијум{{10}вода-ацетилацетон, алкилалуминијум{{12}вода{{13}рацеретон земља једињење-алкилалуминијум-вода, итд.
1 Синтеза полиетилен оксида
Реакција полимеризације етилен оксида на хетерогеном катализатору је координациона ањонска реакција полимеризације, а о њеном механизму постоје различита мишљења [3]. Маркова је проучавала реакцију етилен оксида на оксидним и хидроксидним површинама коришћењем инфрацрвене спектроскопије, сугеришући процес полимеризације у четири- корака: (1) мономери етилен оксида адсорбују се на површини катализатора (физичка адсорпција); (2) -отварање прстена се дешава кидањем угљеник-кисеоничке везе; (3) полимер се постепено формира и адсорбује на површину катализатора (хемисорпција); и (4) полимерни ланац расте.
Кохер, Осган и други сматрају да је процес полимеризације процес у три-степена (погледајте слику 1):
(1) Мономер и катализатор формирају лиганде (Ⅰ→←Ⅱ);
(2) Координисани мономери се ротирају и пролазе кроз померање наелектрисања (Ⅱ→Ⅲ);
(3) Повећана тежина електрона доводи до раста ланца (Ⅲ→Ⅳ).
Пријављени су многи системи катализатора, али мали број има индустријску вредност. Следећи одељци представљају неке од најчешћих система катализатора. 1.1 Органоцинк-Полиол-Моноол систем
Japanese researchers [4] studied this system around 1970. They found that the product obtained by reacting organozinc compounds with polyols, polythiols, polyphenols, polythiophenols, and other polyfunctional compounds containing -OH or -SH groups, or mixtures thereof, and then reacting them with monools, or the product obtained by reacting organozinc compounds with monools and then reacting them with the above-mentioned polyfunctional compounds, or mixtures thereof, as a catalyst for the polymerization of epoxides such as ethylene oxide alone or the copolymerization of two or more epoxides, has good catalytic activity. For the polymerization of ethylene oxide, the amount of catalyst is generally 0.05% to 1% of the monomer weight, and the polymerization reaction temperature is 5 to 100℃. After a reaction time of >10 сати, стопа конверзије може достићи преко 95%, а специфични вискозитет (ηсп/Ц, где је ηсп специфичан вискозитет, а Ц концентрација раствора, мерено као 0,1% водени раствор на 30 степени) достиже 2,26 м³/кг.
Органоцинкова једињења у овом систему су генерално: диметил цинк, диетил цинк, ди-н-пропил цинк, етилетокси цинк, итд.; полифункционална једињења која садрже -ОХ или -СХ групе су генерално: етилен гликол, диетилен гликол, пропилен гликол, 1,4-бутандиол, монотиогликол, етилендитиол, ресорцинол, итд., а монохидрични алкохол треба да има мање атома угљеника од атома угљеника60.
Експерименти такође показују да је активност горњег система катализатора много боља него код производа добијених реакцијом органоцинка само са полихидричним алкохолима, водом или монохидричним алкохолима као катализаторима епоксидне полимеризације.
2 Примена полиетилен оксида
Полиетилен оксид је бели прах. Нема посебан мирис. Биолошка испитивања показују да има ниску токсичност. ПЕО је потпуно растворљив у води и растворљив у неким органским растварачима. Има мекоћу и термопластичност. Тачка омекшавања је 65-67 степени. Тачка кртости је -50 степени. Када се загреје на температуру већу од тачке омекшавања, може се прерадити у различите облике и филмове. Има високу отпорност на бактеријску ерозију, неће трулити и има ниску хигроскопност у атмосфери. ПЕО високе молекуларне тежине такође има ефекат флокулације. Има добру мешавину са другим смолама [1]. Однос између унутрашњег вискозитета [η] и молекулске тежине раствора полиетилен оксида је у складу са Марк-Хоувинком. Однос: [η]=КМ2
Где су К и а константе у датој средини.
ПЕО има добру хемијску стабилност, отпоран је и на киселине и на базе. Пошто његовој молекуларној структури недостају хемијски активне групе, тешко је подвргнути другим хемијским реакцијама осим разлагања у тешким условима. Међутим, због заједничких електронских парова на атомима кисеоника етара у полимерном ланцу, он има јаку тенденцију да формира водоничне везе и може да формира повезане комплексе са различитим органским једињењима мале{2}}молекуларне-тежине, органским полимерима и одређеним неорганским електролитима. Било да се ради о чврстом ПЕО или воденом раствору ПЕО, молекулска тежина се смањује са продуженим временом складиштења. Ово је углавном због оксидативне деградације. Присуство хлора, пероксида, перманганата, персулфата или јона прелазних метала (Гу⁻, Цу²⁺, Цу⁻, Фе¹⁺ и ¹²⁺) може убрзати оксидативну деградацију. Стабилизатори, као што су бутиловани хидрокситолуен, 5%–10% (тежински) анхидровани изопропанол, етанол и етилен гликол, обично се додају да би се ефикасно смањила оксидативна деградација.
2.2 Средства за задржавање пунила за целулозу и лепкови за папир{1}}растворљиви у води
У производњи папира од дрвене масе, пунила се често додају како би папир био бео и не{0}}одсевни. Међутим, значајан део пунила и финих влакана се губи током производње папира. Ако се дода 0,5% пунила по тони сувог влакна... Полиетилен оксид високе молекуларне масе (ПЕО) од 0,25–0,05 кг може значајно да смањи губитак пунила и финих влакана. ПЕО смола такође показује синергистички ефекат на најчешће коришћене флокуланте, побољшавајући не само стопу задржавања пунила, пигмената и влакана, већ и повећавајући брзину сушења.
ПЕО има одличну растворљивост у води. Његов водени раствор има висок вискозитет, који нестаје након сушења, што га чини погодним за формулисање -лепкова растворљивих у води. У индустрији папира, ПЕО се користи као лепак током намотавања папира, омогућавајући отварање ролне папира без кидања папира. Молекуларна тежина коришћеног ПЕО би идеално требало да буде између 300.000 и 600.000, са разумно широком дистрибуцијом молекулске тежине.
2.4 Згушњивач
Полиетилен оксид високе молекуларне тежине (ПЕО) има јаку способност згушњавања; може да згушњава растворе при веома малим концентрацијама и отпоран је на киселине и базе. Додавање мале количине ПЕО високе молекуларне тежине у растворе детерџента може значајно повећати вискозитет средства за чишћење и контролисати његову течност како би одговарао различитим применама. На пример, када чистите вертикалне површине, гушће средство за чишћење може повећати време контакта између средства за чишћење и површине која се чисти, чиме се побољшава ефекат чишћења. Додавање мале количине ПЕО високе молекуларне тежине у растворе хлороводоничне киселине и сумпорне киселине може да згусне ове растворе, чинећи их лакшим за транспорт и употребу
