Полиэтиленгликоль

Полиэтиленгликоль (ПЭГ, макрогол, полиэтиленоксид, ПЭО) -- полимер этиленгликоля (этиленоксида).

Полиэтиленгликоли HO(CH2CH2O)nH - вязкие жидкости (Mr<400), воскообразные вещества (Mr 200 ч 2000) или кристаллические термопластичные полимеры (Mr>2000).

Полиэтиленгликоли растворимы во многих органических растворителях: бензоле, четыреххлористом углероде, хлороформе, диметилформамиде, ацетонитриле. Хорошо растворимы в воде. Растворимость существенно падает с увеличением молекулярной массы полимера.

С химической точки зрения термины полиэтиленгликоль и полиэтиленоксид эквивалентны, но традиционно полиэтиленгликолями называют более низкомолекулярные аддукты с Mr<20000, а термин полиэтиленоксид применяют к высокомолекулярным полимерам. ПЭГ подвержен термоокислительной и термической деструкции при температурах выше 310°C, разрушается под действием высокоскоростного перемешивания. Способен образовывать комплексы с солями щелочных и щелочноземельных металлов, хлоридом ртути HgCl2, тиокарбамидом, полиакриловой кислотой.

Химическое название Полиэтиленгликоль

Химическая формула C2nH4n+2On+1

Молекулярная масса 44n+18 g/mol

Номер CAS [25322-68-3]

Плотность 1.1 -- 1.2 г/смі

Температура плавления зависит от молекулярной массы

Температура вспышки 182--287

Получение

Синтез полиэтиленгликоля осуществляют присоединением расчетного количества окиси этилена к воде, или гликолям в присутствии основных или кислотных катализаторов. Использование гликолей в качестве стартовых веществ предпочтительнее, поскольку это позволяет получить ПЭГ с узким молекулярно-массовым распределением (низкой полидисперсностью) - разброс длин отдельных цепочек полимера находится в небольшом интервале.

HOCH2CH2OH + n(CH2CH2O) --> HO(CH2CH2O)n+1H

Полимеризация проходит по ионному (анионному или катионному) механизму. Использование анионной полимеризации более предпочтительно, поскольку позволяет контролировать полидисперсность конечного продукта. Следует отметить, что окись этилена полимеризуется с выделением теплоты, в определенных условиях реакция способна неконтролируемо ускоряться, что может привести к взрыву.

Основной способ синтеза высокомолекулярных полимеров окиси этилена - суспензионная полимеризация. Растущие полимерные макромолекулы требуется удерживать от коагуляции из суспензии в течение всего периода полимеризации. Процесс катализируется магний-, алюминий, или кальцийорганическими соединениями в присутствии хелатообразующих веществ для предотвращения агрегации частиц полимера в ходе синтеза.

Катализаторами синтеза низкомолекулярных полиэтиленгликолей являются щелочи NaOH и KOH, а также сода Na2CO3. Молекулярная масса полимера в этом случае определяется соотношением исходных этиленгликоля и окиси этилена, поскольку полимеризация протекает без обрыва цепи.

Применение

Низкомолекулярный полиэтиленгликоль используют:

1) как текстильно-вспомогательное вещество;

2) в составе средств, обладающих слабительным действием;

3) как диспергирующий агент в зубных пастах;

4) в качестве загустителя, например, в гидравлических жидкостях;

5) в фармацевтической и косметической промышленности как связующее и основа для таблеток, кремов, свечей. Основное действующее вещество препарата Фортранс (российский аналог -- Лавакол);

6) при изготовлении форм для керамики, порошковой металлургии, литья как связующее, стабилизирующее форму изделия;

7) как олигомер в производстве полиуретанов;

для получения неионогенных поверхностно-активных веществ (ПАВ) путем ковалентного связывания с гидрофобными молекулами (например, с касторовым маслом);

Области применения высокомолекулярного полиэтиленгликоля:

8) как флокулянт и коагулянт при обогащении руд, концентрировании осадков, взвесей, бумажной массы, угольной пыли;

9) как агент для снижения гидродинамического сопротивления в технике и медицине при инъекциях;

10) для упаковки пищевых продуктов (водорастворимые пленки);

11) в сельском хозяйстве для создания систем точного высева (семялента), упаковки агрохимикатов;

12) как связующее и загуститель в красках и латексах;

13) как основа для ионопроводящих композиций, в том числе и для производства литий-полимерных элементов аккумуляторов.

14) как полярная стационарная фаза для газовой хроматографии.