Химические и физические характеристики
Полиэтиленоксиды (ПЭО) – полимеры окиси этилена, полимеры и олигомеры. Молекулярная масса изменяется в широком интервале от 102 до 107. В зависимости от молекулярной массы это могут быть бесцветные жидкости, воскообразные продукты или твердые продукты[2]. При молекулярной массе от 100 до 400 – бесцветные или желтоватые жидкости. При молекулярной массе от 600 – белые плотные воскообразные вещества[3].
ПЭО кристаллизуются в моноклинной ячейке, включающей четыре цепи, конформация – спираль 72[2].
Полиэтиленоксиды (ПЭО) растворимы в воде и в большинстве органических растворителей, в том числе в парафиновых углеводородах. Растворимость в воде сохраняется до самых высоких молекулярных масс[2].
Физические свойства:
- плотность при 20 ºС:
- полностью аморфного ПЭО – 1,12 г/см3;
- полностью кристаллического ПЭО – 1,33 г/см3;
- температура стеклования – 60ºС;
- температура плавления – 339 ºС;
- степень кристалличности – 92% – 95%[2].
Полиэтиленоксиды (ПЭО) склонны к различным видам деструкции: термической, окислительной, химической[2].
Термодеструкция при температурах 320ºC– 370ºC приводит к образованию формальдегида, этанола, углекислоты (СО2) и воды, окиси этилена в продуктах не наблюдается[2].
Основные продукты окислительной деструкции: вода, формальдегид, углекислота (CO2). Разрыв цепи идет достаточно интенсивно и при комнатной температуре. Окислительная деструкция протекает и в растворах. Она сильно ускоряется ионами Fe3+ и Cr3+, особенно на свету. Окислительную деструкцию возможно сильно замедлить добавками обычных антиоксидантов (фенолов, аминов)[2].
Полиэтиленоксиды (ПЭО) деструктируют под действием перекиси водорода, хлора, брома, радикальных инициаторов, озона. Полимеры с молекулярной массой 106–107 разрушаются уже при высокоскоростном перемешивании растворов (по радикальному механизму). При γ-облучении одновременно с деструкцией идет образование сшитого геля[2].
По физико-механическим свойствам и сферам применения ПЭО делят на две группы:
- полиэтиленгликоли (карбовакс) – низкомолекулярные полимеры с гидроксильными концевыми группами («Полиэтиленгликоль-1500» и «Полиэтиленгликоль-400»);
- высокомолекулярные полимеры окиси этилена (полиокс) – водорастворимые термопластичные полимеры с высокой степенью кристалличности и хорошими механическим свойствами[2].
КАРБОВАКС
Полиэтиленгликоли (ПЭГ) – жидкие или воскообразные продукты с низкой упругостью пара. Получают под маркой карбовакс (США). Характеризуются следующими параметрами:
- молекулярная масса до 40000;
- вязкость (при 100 ºC) – от 4 до 1000 мм2/с;
- теплота плавления около 170 кДж/кг;
- плотность – 1,12–1,2 г/см3[2].
ПОЛИОКС
Высокомолекулярные полимеры окиси этилена характеризуются:
- молекулярными массами от 500х103 до 10х106;
- температурой плавления – 66–68ºC;
- прочностью при растяжении – 130–170 кгс/см2;
- относительным удлинением – 700–1200%[2].
Высокомолекулярные полимеры окиси этилена выпускают под маркой полиокс (США) и алкокс (Япония) в форме порошка или мелких гранул методом суспензионной полимеризации при температуре 20–50ºC в среде осадителей полимера в присутствии амида и амид-алкоголята Ca, Zn- и Mg-органических соединений[2].
Полиокс поддается любым методам переработки – литью, экструзии, каландрованию, прессованию. Он способен формировать нити и пленки, обладающие высокой эластичностью и прочностью. Влажность воздуха более 90% приводит к резкому ухудшению прочности полимера[2].
Полиокс совмещается со многими природными и синтетическими полимерами, а также с рядом пластификаторов. Он устойчив к действию масел и смазок. Высокая кристалличность полиокса является причиной резкой потери прочностных свойств вблизи температуры плавления, но выше этой температуры достаточно велико сопротивление сдвигу[2].
Вязкость расплава полиокса от температуры зависит слабо и характеризуется резкой зависимостью от скорости сдвига[2].
Свойством псевдопластичности обладают и водные растворы полиокса даже при низких концентрациях полимера. При высоких концентрациях полиокс образует с водой эластичные гели. Водные растворы полиокса характеризуются наличием верхнего температурного предела растворимости, зависящего от концентрации и молекулярной массы полимера[2].
Растворимость высокомолекулярных полимеров окиси этилена:
- при комнатной температуре растворим в ацетонитриле, этилен- и метилендихлориде, трихлорэтилене;
- при повышенной температуре – в кетонах, бензоле, метаноле,
- не растворим в парафинах, гликолях, глицерине[2].
Действие на растения
Полиэтиленоксиды (ПЭО) – действуют на растения опосредовано, усиливая положительные свойства сопутствующих им действующих веществ пестицидов. Экспериментально установлено, что полиэтилен гликоль в сочетании с гуминовыми кислотами натриевых солей в лабораторных и полевых условиях способствует повышению энергии прорастания и увеличению процента всхожести семян, оказывает иммуномодулирующее действие на растения, повышая их устойчивость к неблагоприятным факторам окружающей среды, в том числе фитопатогенным организмам. В результате активизируются ростовые и формообразовательные процессы на разных фазах роста и развития, что приводит к повышению урожайности и качества продукции[1].
Применение
Сфера применения полиэтиленоксидов очень широка и в основном зависит от физико-механических свойств конкретных соединений[2].
Низкомолекулярные полиэтиленоксиды (полиэтиленгликоли) применяют в качестве смачивателей, умягчителей, антистатических агентов в текстильной промышленности, связующего агента – в фармацевтической промышленности, косметике, как компонент моющих средств. В производстве уретановых каучуков полиэтиленгликоли обеспечивают высокую прочность, эластичность, низкую температуру хрупкости вулканизаторов[2].
Высокомолекулярные полимеры окиси этилена (полиоксы) применяются в текстильной промышленности, как загустители с высокой вязкостью при производстве латексов и латексных красок, упаковочных материалов, защитных покрытий для водорастворимых и пищевых продуктов. Низкая токсичность и устойчивость полиоксов к действию биологического кислорода допускают их применение в медицинской, фармацевтической, косметической и пищевой промышленности. На основе полиоксов выпускают моющие и аэрозольные композиции[2].
В сфере защиты растений полиэтиленоксиды используются в качестве действующих веществ регуляторов роста растений, в частности в составе препарата ВЛ 77, Ж[1].
Токсикологические свойства и характеристики
Полиэтиленоксиды – низкотоксичные соединения, относятся к малоопасным веществам. При применении в рекомендуемых дозах и при соблюдении регламента применений безопасны для человека, животных и окружающей среды[1][2].
Класс опасности
- для человека – 4;
- для пчел – 3[1].
Получение
Полиэтиленоксиды получают путем полимеризации окиси этилена (C2H4O). Этот процесс происходит под воздействием большого числа катализаторов. Термическая и радикальная полимеризация окиси этилена практически не наблюдается. Полимеризация проходит с раскрытием эпоксидного цикла по C-O-связи и сопровождается большим тепловыделением[2].
Высокая теплота реакции и склонность к полимеризации в присутствии разнообразных агентов являются причиной «спонтанной» полимеризации. В редких случаях она может протекать как тепловой взрыв[2].
Оставьте свой отзыв:
Отзывы:
Комментарии для сайта Cackle