刘燕军 白云东 林非凡摘 要:研究了在相同EO/PO比和相对分子质量下,不同引发剂对无规聚醚结构的影响,其中长碳链 聚醚比短碳链聚醚具有更好的乳化、润湿性,适用于各类油剂,如:POY,FDY,HOY,UDY等,其中以长 碳链酸为引发剂的聚醚性能更好;而短碳链聚醚只在POY中有少量应用。主题词:无规聚醚 引发剂 纺丝油剂无规聚醚(简称聚醚)是化纤油剂的重要原料 之一,其平滑性良好,同时有较好的集束性,且粘 温特性好,耐高温、不易结焦[1]。它经常作为油剂 中的平滑剂、乳化剂,而且由于其性能的“可定做 性”,可通过改变聚醚的结构来影响油剂的应用性 能。国内曾有文献报道对短脂肪链为引发剂的聚 醚性能的研究[2~4],但对于引发剂链较长的聚醚 研究较少。本文讨论了长链引发剂聚醚结构与性 能之间的关系,与短链引发剂聚醚进行了比较,分 析了不同纺丝工艺用油剂中聚醚单体的选择。1 实验1.1 材料与试剂环氧乙烷(EO),工业品,北京燕山石化公司 产;环氧丙烷(PO),工业品,天津大沽化工厂产; 氢氧化钾,分析纯,天津试剂一厂产;月桂酸,工业 品,印度尼西亚产;月桂醇,工业品,马来西亚产; 正丁醇,天津试剂二厂产。1.2 实验方法1.2.1 聚醚的合成聚合反应在5 L不锈钢高压釜中进行。将准 确称取的氢氧化钾和引发剂加入反应釜中,抽真 空充氮(高纯氮)4次。升温至120℃,通入混匀的 EO,PO,控制反应压力小于0.4 MPa。通料完毕, 降压,将产物进行后处理,放料。1.2.2 聚醚性能的测试粘度的测定 在T=303±0.1 K下,用毛细 管粘度计测定样品的粘度。浊点的测定[5] 配制1%的聚醚水溶液,加热使之变浊,在搅拌下记录溶液由浊变清时的温 度作为浊点。润湿性的测定[5] 采用帆布沉降法,浓度 1%,T=303±0.5 K乳化力的

测定[3] 取1%聚醚水溶液20 mL 置于100 mL具塞试管中,加入20 mL 7#白油,上 下振荡5次,静置1 min,再上下振荡5次,静置1 min,重复5次,然后静置,观察分出10 mL水所 用的时间。水数的测定 容量法,GB 11277-89。 表面张力的测定[5] 环法,JYHZ-1型表面 张力测定仪。以酸为引发剂的聚醚简称酯醚,以醇为引发 剂的聚醚简称醇醚,EO/PO比均指摩尔比。2 结果与讨论2.1 引发剂结构对聚醚性能的影响(见表1)由表1可知,在相同的EO/PO比和相对分 子质量下,不同的引发剂的聚醚性能如下。浊点:不同引发剂的聚醚浊点大小有以下顺 序:丁醇>月桂醇聚醚,月桂醇>月桂酸聚醚。当 引发剂的链长增加时,分子中的疏水基比例增大, 分子同水之间的氢键结合力变弱,因而在相对分 子质量相同的聚醚中,长碳链聚醚的浊点低于短 碳链聚醚;而酯醚由于分子中的酯键形成氢键的 能力比醇醚分子中的醚键小,因而与水的亲和性 较差,当温度升高时较易发生脱水析出;同时,由 于以酸为引发剂的聚醚在合成过程中会形成少量 的双酯,即: R-C=O-O(EO)n(PO)m-O- O=C-R,造成聚醚的水溶性下降,因此这类聚 醚的浊点较低。而月桂酸聚醚又具有较长的烷基 链,因而浊点更低,在常温下已不能很好的溶于水 中,呈白色浑浊状。