為什么聚乙二醇水溶性**好，聚甲醛卻完全不溶？

時(shí)間：2019-08-28作者：南通辰潤(rùn)化工有限公司瀏覽：345

聚醚類材料在日常生活和化學(xué)研究中普遍存在，值得注意的是，相似結(jié)構(gòu)的聚醚溶解性差異較大。例如，聚乙二醇(PEG，[–CH2–CH2–O–]n)的水溶性較好，當(dāng)n ≤ 600時(shí)，PEG在水中無(wú)限可溶，可廣泛應(yīng)用于化妝品行業(yè)。然而，與PEG結(jié)構(gòu)類似的聚甲醛(POM，[–CH2–O–]n)是一種完全不溶于水的塑料。那么問(wèn)題來(lái)了，根據(jù)教科書里的經(jīng)典理論，聚合物重復(fù)單元內(nèi)烴基部分的增加(即其C/O比例的提高)，將不利于在水中溶解。顯然，這與PEG，POM的水溶性實(shí)驗(yàn)結(jié)果背道而馳!早在1969年，Blandamer等人指出PEG的優(yōu)異水溶性來(lái)自于溶劑化后產(chǎn)生的氫鍵網(wǎng)絡(luò)與周圍水分子的氫鍵網(wǎng)絡(luò)匹配度良好。但迄今為止，對(duì)于相似結(jié)構(gòu)的聚醚(如PEG和POM)之間的水溶性差異的機(jī)理解釋尚未提出，也成為該領(lǐng)域的一個(gè)未解之謎。



基于此背景，近日，荷蘭阿姆斯特丹大學(xué)的Sander Woutersen教授聯(lián)合德國(guó)馬普高分子研究所的Mischa Bonn教授在***刊物《Nature Communications》上發(fā)表了名為“On the origin of the extremely different solubilities of polyethers in water”的論文。研究者結(jié)合時(shí)間分辨振動(dòng)光譜，介電松弛譜和從頭計(jì)算分子動(dòng)力學(xué)模擬等手段，提出影響PEG和POM水溶性差異的根本原因在于氧原子的誘導(dǎo)效應(yīng)，即對(duì)水分子的錨定作用。在PEG鏈中，氧原子的吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)可充分作用于兩側(cè)的碳原子上，氧原子附近將具有較高的電子云密度，較強(qiáng)的極性，則與水分子作用力較強(qiáng)，容易溶脹，進(jìn)一步溶解。然而對(duì)于POM，每個(gè)氧原子需要與間隔的氧原子“共享”相鄰碳原子的電子，因此其周圍電子云密度大大下降，不利于其在水中溶解。

研究者根據(jù)之前模擬得到的電荷分布情況，進(jìn)一步引入水分子，模擬其分子動(dòng)力學(xué)，結(jié)果如圖2所示，顯然，一段時(shí)間后，PEG3能與水分子產(chǎn)生相互作用，溶脹后進(jìn)一步溶解，而POM3較傾向于結(jié)構(gòu)間相互聚集，水分子不易插入。但研究者將POM3中的氧原子電荷參數(shù)用PEG3中的參數(shù)帶入修正后，得到POM3*，令人驚訝的是，模擬后較終POM3*結(jié)構(gòu)中插入了許多水分子，理論上具備較好的水溶性。該結(jié)果確認(rèn)了POM與PEG的水溶性差異的根源在于氧原子的電荷分布，即其誘導(dǎo)效應(yīng)的強(qiáng)弱。

該工作通過(guò)理論出發(fā)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)，解釋了聚醚類物質(zhì)中富有代表性的PEG和POM的水溶性差異問(wèn)題，有望應(yīng)用于解釋其他類似體系的水溶性問(wèn)題以及為預(yù)測(cè)新型聚合物的溶解性提供參考意見(jiàn)。





南通辰潤(rùn)化工有限公司專注于油醇醚,聚乙二醇,聚丙二醇,磷酸酯,滲透劑,聚醚,抗靜電劑,吐溫,聚氨酯脫模劑等, 歡迎致電 15358700783

• 詞條

  詞條說(shuō)明

• 油醇聚氧乙烯醚 油醇醚 OV-3, OV-5,OV-10,OV-20,OV-40

  油醇聚氧乙烯醚的性能：油醇聚氧乙烯醚是性能優(yōu)異的非離子型低泡表面活性劑，易溶于水，醇類、丙二醇、棉子油、礦物油，具有非常好的乳化、潤(rùn)濕、分散能力。油醇與的加成聚合產(chǎn)物。在化妝品生產(chǎn)中用作軟化劑、潤(rùn)滑劑、增溶劑和乳化劑，用于生產(chǎn)收斂霜和收斂洗液；OV-3用作代酸的增溶劑，用于生產(chǎn)唇膏和液體香脂，還可用于配制泡沫浴、香波、冷燙劑、脫毛劑和頭發(fā)矯直劑等；本品也可用作油溶性鋪展劑；本品與礦物油、異丙醇酯、

• 聚乙二醇的配伍性

  聚乙二醇的配伍性： 聚乙二醇是非離子型的水溶性聚合物，它能與許多極性較高的物質(zhì)配伍，對(duì)低極性的物質(zhì)配伍性差，相對(duì)分子質(zhì)量低的聚乙二醇配伍性較好。聚乙二醇可與蛋白、氧化淀粉、硝基纖維素、聚醋酸乙烯酯和玉米朊配伍或部分配伍。與蜂蠟、蓖麻油、明膠、阿拉伯膠，礦物油、橄欖油和石蠟等不互溶。 配伍禁忌： 液態(tài)和固態(tài)級(jí)別的聚乙二醇和某些色素不能配伍； 可使抗菌素的活性降低，特別是青霉素和桿菌肽； 羥苯酯類的

• 聚乙二醇是干什么的？

  聚乙二醇是干什么的？聚乙二醇在化妝品工業(yè)和制藥工業(yè)中的應(yīng)用很廣泛。在醫(yī)藥、化妝品中作基質(zhì)，在橡膠、金屬加工、農(nóng)藥等工業(yè)中作分散劑、潤(rùn)滑劑、乳化劑等**合成的介質(zhì)、日用化妝品工業(yè)用保濕劑、無(wú)機(jī)鹽增溶劑、粘度調(diào)節(jié)劑等用作絮凝劑、流體減摩劑、紡織型浸潤(rùn)劑、助留助濾劑、黏結(jié)劑、增稠劑以及假牙固定劑等用于化妝品、制藥、化纖、橡膠、造紙、油漆、電鍍用作鑄模劑、金屬拉絲、沖壓和成型的潤(rùn)滑劑、造紙工業(yè)潤(rùn)滑劑、切削

• 聚醚

  ? ?聚醚又稱聚乙二醇醚，是目前銷售量較大的一種合成油。它是以環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、環(huán)氧丁烷等為原料，在催化劑作用下開(kāi)環(huán)均聚或共聚制得的線型聚合物。主要用途：1. 消泡劑? 作低泡沫洗滌劑或消泡劑。L61、L64、F68用于配制低泡、高去污力合成洗滌劑；L61、L81在造紙或發(fā)酵工業(yè)中用作消泡劑；F68?在人工心肺機(jī)血液循環(huán)時(shí)用作消泡劑，防止空氣進(jìn)入。2. 賦