摘要:介绍了PEO的生产情况及性质，详述了PEO在造纸中的应用。

    

    关键词:PEO 应用 造纸

    

    1前盲

    

    聚氧化乙烯(PEO)又称聚环氧乙烷，是一种结晶性、热塑性的水溶性聚合物。其工业产品的分子t可以在很大的范围内变动。相对分子质量200一2侧x用的产品被称为聚乙二醇(PEC，它们是粘性液体或蜡状固体;分子相对质量1x105一5x106的产品被称为聚氧化乙烯，它们是白色可流动粉末，分子结构为此类树脂活性端基的浓度较低，没有明显的端基活性。由于其存在键，通常具有柔顺性，可和电子受体或某些无机电解质形成缔合物。此外因氢键的形成，又使其成为一种水溶性聚合物。因为具有水溶性好、毒性低、易加工成型等特点，这些特征特点使PEO具有多种用途，可用作水溶性薄膜、纺织浆料、增稠剂、絮凝剂、润滑剂、分散剂、水相减阻剂、化妆品添加剂、抗静电剂等。

    

    2国内外的研究和生产情况

    

    PEO的单体是环氧乙烷，首次报道环氧乙烷聚合反应的时间可以上溯至一个世纪以前。1958年美国联合碳化物公司采用碳酸银等高活性催化剂，率先在工业上制得分子量百万以上的高聚物，并发表了该高聚物的各种性质，进而用“POLY0xo”商品名销售。日本明成化学工业株式会社于1957年开始研究聚环氧乙烷的聚合方法，1961年成功制得高分子量的聚氧化乙烯，以“ALKOXO”商品名销售。日本制铁化学工业株式会社，自1959年以京都大学古川教授发现的催化剂为基础，继续研究环氧乙烷的聚合方法，确定了高分子量聚氧化乙烯的制造方法，1964年进行了中试，同时致力于应用的研究开发工作，1966年开始了工业生产，以“PEO”商品名销售。这是世界上的三家大生产厂。国内对聚氧化乙烯的研究起步较晚，70年代中期，无锡化工研究所开始了研究工作，研制出二乙基锌一硝基甲烷系催化剂。1976年浙江大学化工系研制出三乙基铝一乙酞丙酮一水系催化剂，80年代将技术转让给无锡炼油厂，其聚氧化乙烯的分子量只有上海化工研究院有机室于1984年开始聚氧化乙烯的合成研究工作。1986年聚氧化乙烯的合成研究专题列为国家七五攻关专题，并于1990年2月通过化工部科技司组织的鉴定。1993年聚氧化乙烯装置一次投料试车成功，国产的聚氧化乙烯树脂开始面市。

    

    3PEO的性质

    

    3.1物理性质

    

    PEo呈白色粉末乃至颗粒状，表观相对密度:0.2一0.3盯。澎，有石油臭气味，软化点在65-67℃左右，其真相对密度为1.巧一1.22酬c时，pH值:6一8。

    

    3.2PEO应用特性

    

    PEO完全溶于水，溶于某些有机溶剂。其溶液在低浓度下具有很高的粘度;具有柔软性，高强度的热可塑性树脂;耐细菌侵蚀，不会腐败，在大气中不易吸湿，对生物没有任何毒性;高分子的絮聚物具有絮凝作用;与其它的树脂相溶性好;湿润溶解后，有很强的粘性，但干燥后没有粘性;有较稳定的气泡(用消泡剂可消除);属非离子型，几乎不受水质的影响，在pH值4一ro的广泛范围内均可抄造;不影响如增强剂等各种化学添加剂的效果，又不降低分散性;不仅对天然植物纤维，而且对化学、合成纤维及无机纤维都有较好的分散效果;纸浆内存在过剩的亚硫酸钠、漂白剂、焦磷酸钠、聚丙烯酞胺系列及脉醛树脂系列等，则影响PEO的效果。

    

    3.3PEO水溶液的性质

    

    聚氧化乙烯是高分子量聚合物，在室温下可以与水任何比例混合，高浓度的水溶液的粘度非常大，配置高浓度的溶液很困难。其水溶液的性质表现为:(l)聚氧化乙烯在水中不电离，由于醚键氧原子与水中的氢原子形成氢键，增大了该聚合物在水中的溶解度。(2)聚氧化乙烯在水中的溶解性与其浓度、中性盐的存在与否、pH值及聚氧化乙烯的分子量有关。(3)聚氧化乙烯水溶液的粘度一般较大，分子量越大，浓度越高，水溶液的粘度就越高。(4)聚氧化乙烯水溶液的粘度与聚合物溶液的浓度、分子量、溶液的温度、无机盐浓度及剪切速率有关。(5)高聚合度的聚氧化乙烯对悬浮在水中的各种微粒有凝聚作用，分子量越高，其凝聚性也越大。(6)聚氧化乙烯可以降低流体的流动阻力。减阻的程度和聚合物的分子量、浓度和流速有关。(7)聚氧化乙烯水溶液在中性或碱性中比较稳定，但在酸性中，特别是pH值3一5的范围内不够稳定。(8)聚氧化烯水溶液受光易分解，尤其是强紫外线会促其分解。

    

    4 PEO在造纸中的应用

    

    PEO作为多功能助剂在造纸工业中应用范围越来越多。它可以作为纤维分散剂、纸张柔软剂、水溶性功能纸粘合剂、助留助滤剂和树脂控制剂等。

    

    4.1长纤维的分散剂

    

    对于造纸过程来说，纤维、填料和一些助剂等都是水不溶性的，它们有在水溶液中自行聚集的趋势;而且不同物料之间往往因不相容性而尽量远离。这样就难以得到性能均匀、强度理想的纸张。加人具有250一300万分子量的PEO，其伸展性高分子结构阻止了长纤维表面的相互接触，提高浆料悬浮体的粘度，因此限制了纤维絮凝的产生。

    

    4.2助留助滤剂

    

    新闻纸抄纸时，为了降低成本和提高纸的白度，常加人一些填料。但在造纸加工过程中，有相当比例的填料和细纤维损失掉了，如果在每吨绝干纤维中加人0.025一0.05kg的高分子量PEO，填料和细纤维的损失可明显降低。PEO是一种高分子量非离子聚合物。其留着机理是借桥联和成键而起作用。它通过形成网络，与存在于纸浆中的悬浮固形物起作用。PEO树脂也显示出对常用絮凝剂的增效作用，不仅提高填料和纤维的留着率，还提高了纸页在纸机干燥部的干燥效率。

    

    4.3水溶性纸张粘合剂

    

    由于PEO有很高的粘度和很好的水溶性，其低浓度的水溶液也具有很高的粘度，干燥后粘性消失，而且其化学稳定性好，所以可配制水溶性胶枯剂川。在造纸工业中，卷纸时用聚氧化乙烯作胶粘剂，可以不撕破纸张而打开纸筒。所用聚氧化乙烯的分子量最好为so一币0万，并且其分子量分布要适当宽一点。

    

    4.4纸张柔执剂

    

    纸张的柔软润滑效果可以用静摩擦因数和动摩擦因数的差值来表示，差值愈小，柔软性愈强。

    

    一般把PEO常作分散剂使用，从而使长纤维在低打浆度下抄造又薄又匀并有良好吸水性的纸张;同时也发现抄造的纸张柔软性和强度都较好。PEO在抄造卫生纸、餐巾纸等生活用纸时发挥了良好的作用。其作用机理是:PEO能在纤维表面形成疏水基向外的反向吸附，降低纤维物质的动、静摩擦因素，从而获得平滑柔软的手感。

    

    4.5PEO/PFR双元絮凝系统对造纸白水的絮凝作用

    

    造纸白水中含有细小纤维和填料等，用化学絮凝剂对其进行处理回收，可以净化白水，提高回用白水品质。刘全校，詹怀宇等人利用不同的絮凝剂对不同特性的白水进行处理，发现PEO/PFR双元絮凝系统絮凝作用强，抗剪切力，适合不同特性的白水絮凝处理。由于白水中细小组分的阴离子特性，使用阴离子聚丙烯酞胺(APAM)对白水没有絮凝作用;使用阳离子聚丙烯酞胺(C以Ml和CPAMZ)和具有独特絮凝机理的非离子性双元PEo/P跟絮凝系统，对白水具有良好絮凝作用。阳离子聚丙烯酞胺的电荷密度对絮凝体抵抗剪切力有影响，阳电荷密度越高，絮凝体抵抗剪切力的能力越强。由于PEO/PFR絮凝系统独特的絮凝机理，其药品用童低，对不同特性白水絮凝效果都好;形成的絮凝体抗剪切力强。可见PEO/PFR双元絮凝系统是造纸白水的优良絮凝剂。

    

    4.6PEO的非离子助留体系用于含机械莱和DIP纸的生产

    

    近年来，对加拿大3家新闻纸厂使用多年的阳离子双元聚合物助留体系进行了研究。对许多增强剂/PEO组合体系进行了评价，主要考察其在实验室条件下在降低化学品消耗和改善纸机操作性能方面取代现有助留体系的可能性。l以幻万分子质童的PEO比700万分子质t的PEO效果好，新的增强剂是从bisPhen一S制得的，特别是增强剂比传统的酚醛树脂在改善PEO性能方面更优越。非离子助留体系比纸厂现有的阳离子双元聚合物体系更能改善滤水，甚至在用t很少的情况下:研究再次证明了新的增强剂/PEO组合体系能非常好地控制树脂。

    

    随着造纸工业的发展，特种纸的开发，PEO将在造纸中的应用越来越广泛。

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