8. Полимеры оксида этилена (ПОЭ). Получение, свойства, применение
Y-
CH2
CH2
XO─CH2─CH2─O
O
X+Y-
X
+ Y-
+
(СН2)2О
-ОН
n
─CH2─CH2─O─
n CH2─CH2
ПОЭ – гетероцепные кислородосодержащие полимеры с молекулярной массой 105и более
Как правило, такие реакции протекают по ионному механизму.
Анионная полимеризация ОЭ протекает в водной среде в присутствии щелочей с образованием продуктов с низкой молекулярной массой (2000-5000); инициируется также алкоголятами щелочных металлов:
Катионную полимеризацию ОЭ вызывают практически все протонные и апротонные кислоты: I стадия – быстрое образование комплекса мономер-катализатор, II стадия – более медленное превращение этого комплекса в активный центр роста цепи:
O
ОЭ – летучая жидкость
с tкип=10,7оС, tпл=-112,5оС
CH2─CH2
O
ОН─СН2─СН2─О-
ОН─СН2─СН2─О─СН2─СН2─О-
CH2─CH2
O
X+Y-
CH2─CH2
O
CH2─CH2
O
+
CH2─CH2
Катализаторами являются
галогениды металлов
(апротонные кислоты, РСl5);
полимеризацию проводят
в среде
органических растворителей
32
Ионно-координационная полимеризация ОЭ позволяет получить полимеры с очень большой молекулярной массой (несколько миллионов), которые по свойствам отличаются от продуктов анионной и катионной полимеризаций.
33
Ионно-координационная полимеризация ОЭ позволяет получить полимеры с очень большой молекулярной массой (несколько миллионов), которые по свойствам отличаются от продуктов анионной и катионной полимеризаций.
Катализаторы – металлорганические на основе Zn, Al, Mg, амиды и амидалкоголяты Са (малые количества); получают порошкообразный полимер, не требующий дальнейшей очистки от катализатора.
Свойства ПЭО (полиэтилен оксидов).
I группа – низкомолекулярные продукты – полиэтиленгликоли. ПОЭ с молекулярной массой до 1000 – жидкие продукты, растворимы в воде. ПОЭ с большей молекулярной массой – воскообразные вещества.
II группа – с молекулярной массой 2*104-107 (полиоксWSR, FRA) – твердые порошкообразные вещества, коагулянты, флокулянты.
Свойства ПЭО и применение
ПЭО растворимы во многих органических растворителях: CCl4, C2H4Cl2, CHCl3, CH3OH, бензол и др.
Растворение ПЭО в воде сопровождается образованием водородных связей, что приводит к еще большему упорядочению структуры воды. Добавление солей приводит к сворачиванию молекулярных клубков и уменьшению вязкости растворов.
Растворы высокомолекулярных ПЭО – проявляют псевдопластичный характер.
Деструкция ПЭО в водных растворах вызывается присутствующими в полимере в небольших количествах гидроперекисями; особенно быстро идет деструкция в кислой среде, при рН<5.
Полезные свойства: полная растворимость в воде, загущающая способность, высокая устойчивость к биологическому воздействию, способность к переработке.
В качестве агента, уменьшающего гидравлическое сопротивление при турбулентном течении жидкостей, ПЭО может быть использован во всех случаях, где применяют ПАА: при бурении скважин, заводнении, ГРП. Причем ПЭО эффективнее ПАА.
ПЭО – эффективный флокулянт, так как он неионогенен, полимер его можно использовать в более широком интервале рН, чем ПАА. Флокулирующая способность возрастает при повышении молекулярной массы ПЭО. Прочность образующихся флокул достаточно велика, что обеспечивает их стабильность при движении в турбулентном потоке. ПЭО – практически не токсичен. Используется в сельском хозяйстве, в пищевой, фармацевтической, косметической промышленности и др.
