2023-12-11 15:00:58, 农化技术专家 1有限公司
EO/PO嵌段聚醚是一种由EO(氧乙烯醚)和PO(氧丙烯醚)组成的嵌段共聚物。它的分子结构中含有不同长度的氧乙烯和氧丙烯醚单元,通过一定的配比和反应条件控制,可以制备出具有不同分子量和嵌段长度的聚合物。
这种聚合物具有良好的溶解性、低表面张力、高分子量和低粘度等特点,被广泛应用于各种领域,如日化、医药、农药、涂料、印染等。其中,农药应用中,可以满足农药制剂所需的分散、乳化、润湿、消泡、黏附等要求,可用于EC、EW、SC、SE、OD、ME、WG等剂型中。EO/PO嵌段聚醚不仅能够提高产品的性能和质量,还能够降低生产成本,具有广阔的市场前景和应用价值。
聚醚是指含有环氧结构的化合物通过开环与含有活性氢的有机化合物发生聚合反应,在分子主链中产生含有醚键的聚合物。其中,环氧化合物通常是环氧乙烷(EO)、环氧丙烷(PO)、环氧丁烷(BO)等。含有活性氢的有机化合物称为起始剂,如丁醇、丙二醇、月桂醇等。
EO/PO嵌段聚醚的典型结构
聚醚的单体是环氧烷,可以在环氧烷单体之间发生聚合反应。根据单体类型和聚合条件的不同,可以发生嵌段共聚或无规共聚反应,得到嵌段聚醚或无规聚醚。
无规聚醚是环氧乙烷(EO)和环氧丙烷(PO)在分子链上无规则排列,两个单体在主链上随机分布,没有一个单体能在分子链上形成单独的长链段。
环氧乙烷(EO)和环氧丙烷(PO)嵌段共聚物是聚合物聚醚表面活性剂。分子中的聚氧乙烯基部分是亲水基,聚氧丙烯基部分是疏水基,因为它具有甲基和疏水性。其性能与起始剂、相对分子质量、EO和PO混合比不同,结构具有丰富的可设计性。
近年来,嵌段聚醚广泛应用于溶解、提取、生化分离、药物缓释、组织工程、介孔材料、医药和化妆品,主要包括表面活性剂复合、嵌段聚醚功能、生化分离和界面吸附。
环氧乙烷(EO)和环氧丙烷(PO)在无规共聚物中,聚氧乙烯链段可使产品水溶性,而聚氧丙烯链段可使产品在常温下保持液体。
无规聚醚具有反溶性,即当水溶液温度升高到某一点时,相分界形成油和水两相;当溶液温度降低到某一点时,相界面消失,油相溶于水相,形成均匀的聚醚水溶液。
起始剂、环氧乙烷(EO)/环氧丙烷(PO)环氧乙烷的比例、环氧乙烷(EO)/环氧丙烷(PO)聚合方式、分子量、封端剂。
聚醚结构对产品应用性能的影响:
聚醚是一种具有两亲结构的分子,是由环氧乙烷、环氧丙烷和起始剂在催化剂的作用下发生开环加成反应而产生的醚化合物。聚醚的起始剂对聚醚的应用尤为重要。
聚醚的起始剂通常不包括一元醇、多元醇和胺。一元醇多为正丁醇、异辛醇、月桂醇、异构十醇/十三醇、十六-十八醇等。多元醇起始剂包括丙二醇、乙二醇、二甘醇、甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、木糖醇、山梨醇、蔗糖等。多元胺起始剂包括二乙烯三胺、三乙醇胺和多乙烯多胺。
不同的起始剂有不同的应用。当使用一元醇作为起始剂时,得到一元醇聚醚。一些一元醇聚醚可用作高速纺化油的主要成分,如丁醇聚醚、C8~C18醇聚醚、C11-C13异构聚醚等。
烯丙醇聚醚作为起始剂一般不单独使用,一般用于改性氢硅油。使用二元醇作为起始剂时,必须倒置二元醇聚醚。嵌入式二元醇聚醚是一种聚合物表面活性剂,常用作乳化剂、洗涤剂、破乳剂等。聚醚以多元醇或多元胺为起始剂,可用于洗涤和破乳剂聚氨酯的合成。
环氧乙烷(EO)/环氧丙烷(PO)聚醚的性能与EO/PO的比例差异有很大的相关性,一般来说EO含量高,亲水性强,PO含量高、亲油性强。如EO/PO聚醚作为消泡剂,EO含量一般不超过15%。一般来说,聚醚中可以根据产品的需要进行聚醚EO/PO比例的设计。
嵌段聚醚的渗透性远好于相应的各种无规聚醚;
嵌段聚醚的浊点明显低于无规聚醚。在嵌段聚醚中,EO和PO排列整齐,增加分子间作用力,摆脱水溶液中的水“拉力”能力变强,从而降低浊点;
高温下嵌段聚醚(210℃)热失重率高于无规聚醚。这是由于嵌段聚醚中的热失重率。PO链段甲基的存在增加了分子内的空间位阻,降低了分子的热稳定性;
嵌段聚醚的粘度明显高于无规聚醚。在嵌段聚醚中,EO和PO整齐排列导致分子力增大,聚醚粘度提高,与嵌段对浊点的影响一致。
这些特殊性表明嵌段聚醚,EO和PO各种排列方式影响无规聚醚的性能。当这种变化走到尽头,即从无规变为嵌段时,其性能会发生质的变化。
例如,对于无规聚醚,EO密封端不利于渗透,PO密封端可以改善渗透性。利用嵌段聚醚的这些特性,可以合成许多特殊性能的添加剂,如渗透剂、消泡剂等。
聚醚的分子量与起始剂有很大的相关性。不同官能度的起始剂可以实现不同的分子量,其应用也不同,一般分子量不同应用范围也不同。
聚醚除了以EO或PO封端,有时为了使聚醚具有一定的特殊性能,还会使用其他封端剂。封端剂剂不同,产品粘度和表面张力也不同。常见的密封剂有长链脂肪酸和丁醇。
综上所述,聚醚的结构对产品的应用性能有很大的影响。因此,聚醚的结构对聚醚的合成和聚醚相关牌号的推荐至关重要。
通过NMR氢谱、碳谱、GPC、GC-MS等测试手段,对EO/PO聚醚进行起始剂、EO/PO比例、分子量、封端剂进行剖析,结合公司建立的谱图库,为客户推荐相关的供应商和助剂牌号,缩短研发周期和成本。
图1 NMR氢谱
图2 NMR碳谱
图3 解聚反应产物GC-MS
图4 GPC谱图
小 结
近十年来,农药逐渐向水性化、绿色化发展,嵌段聚醚以其独有的性能,作为分散剂、乳化剂,可应用于EW、SC、SE、OD、WG等环保剂型中,嵌段聚醚在制剂中可以作为主分散剂使用,也可与其他分散剂配合使用,添加量一般为1.0-5.0%,但嵌段聚醚种类繁多,一个优秀的制剂产品往往需要大量的筛选试验。
微谱对于EO/PO嵌段聚醚的分析有着丰富的研究经验,通过多种仪器测试手段,强大的谱库建设与团队解析经验,可以分析聚醚各种起始剂、EO/PO比例、聚合方式、相对分子量质量、封端剂等的定性、定量分析。可进行对比分析产品的优异,也可以帮助企业研究新型产品,助力农化行业制剂等同登记,完善产品的性能。
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