高分子量聚氧化乙烯的制备

【摘要】：聚氧化乙烯(PEO)是一种具有良好水溶性的聚合物,可作为调理剂、保水剂、增稠剂、分散剂等。高分子量PEO加入日化产品配方中可达到许多意想不到的效果,加之它具有很好的水溶性,低毒性,以及与其他原料有良好的相容性,在日化产品特别是高档日化产品配方中得到了越来越多的应用。 本文针对目前分子量100万左右PEO的制备研究文献报道较少的现状,对高分子量PEO的制备进行了较为系统的研究。选用烷基铝-乙酰丙酮络合催化剂,制备了分子量105～106之间的PEO,并对反应的工艺条件进行了研究,用凝胶色谱对产物进行了表征。 首先,进行了催化剂的制备,对催化剂制备方法和烷基铝与乙酰丙酮的络合比例进行了研究。实验证明,采用无溶剂稀释并且控制温度在10～20℃之间的方法制备催化剂,该催化剂得到的PEO收率以及外观颜色都较好,分子量也较高。催化剂中烷基铝与乙酰丙酮较好的络合比为1～2(摩尔比)。 其次,选用甲苯作溶剂,进行了聚合瓶中溶液聚合制备高分子量PEO的研究。探讨了催化剂用量、溶剂用量、反应温度、反应时间各因素对反应的影响规律。得到了聚合瓶溶液聚合较为适宜的条件：催化剂用量为0.04～0.10ml/g环氧乙烷,溶剂用量为2～3ml/g环氧乙烷,反应温度10℃,反应时间12～14h。聚合瓶中溶液聚合得到的PEO分子量达67万,分子量分布较窄,收率达60.1%。 再次,在溶液聚合的基础上,进行了聚合瓶中沉淀聚合制备高分子量PEO的研究。选择了分散剂和甲苯-正庚烷混合溶剂,增强体系的分散性,从而提高了产物的分子量和收率。研究了分散剂用量、混合溶剂的配比、溶剂用量、催化剂用量、反应时间各因素对反应的影响。得出了聚合瓶沉淀聚合的较为适宜的条件：分散剂用量0.01～0.02g/g环氧乙烷,混合溶剂中甲苯与正庚烷体积比3：7,催化剂用量0.10～0.15ml/g环氧乙烷,溶剂用量2-3ml/g环氧乙烷,反应时间10～12h,反应温度10℃。聚合瓶沉淀聚合得到的PEO分子量可达87万,分子量分布较窄,收率可达66.7%。 最后,在聚合瓶反应的基础上,进行了沉淀聚合在1L反应釜中的放大研究。对温度的影响进行了进一步的研究,并研究了溶剂水含量对反应的影响规律。对催化剂用量、溶剂用量、反应时间进行了确定。得到较为适宜的反应条件为：分散剂用量0.01～0.02g/g环氧乙烷,混合溶剂中甲苯与正庚烷体积比3：7,催化剂用量0.05～0.10ml/g环氧乙烷,溶剂用量2～3ml/g环氧乙烷,反应时间8～10h,反应温度40～50℃,溶剂的水含量低于10×10-6。放大后PEO分子量最高可达110万,分子量分布较窄,收率超过70%。