أكسيد البولي إيثيلين (PEO)، المعروف أيضًا باسم البولي إيثيلين جلايكول ، هو بوليمر يذوب في الماء، مكونًا محاليل لزجة. يتم استخدامه في تطبيقات مختلفة مثل الأدوية والسيراميك وكعامل سماكة في منتجات العناية الشخصية.
| اسم الأيوباك | بولي (أوكسي إيثيلين) |
| الصيغة الجزيئية | (C2H4O)ن |
| CAS رقم | 25322-68-3 |
| المرادفات | البولي ايثيلين جلايكول؛ بيج، بيو |
| إنتشي | إنتشي = 1S/C2H4O/c1-2-3/h2-3H،1H3 |
خصائص أكسيد البولي ايثيلين
صيغة أكسيد البولي إيثيلين
صيغة أكسيد البولي إيثيلين هي (C2H4O)n، حيث يمثل “n” عدد الوحدات المتكررة في سلسلة البوليمر. تتكون كل وحدة متكررة من ذرتي كربون وأربع ذرات هيدروجين وذرة أكسجين واحدة.
الكتلة المولية لأكسيد البولي إيثيلين
تختلف الكتلة المولية لـ PEO اعتمادًا على عدد الوحدات المتكررة (n) في سلسلة البوليمر. بما أن الصيغة هي (C2H4O)n، فيمكن حساب الكتلة المولية عن طريق إضافة الكتل الذرية لذرتي كربون وأربع ذرات هيدروجين وذرة أكسجين واحدة.
نقطة غليان أكسيد البولي إيثيلين
يتمتع PEO بنقطة غليان عالية نسبيًا مقارنة بالعديد من المركبات العضوية الأخرى. تعتمد نقطة الغليان الدقيقة على عوامل مثل الوزن الجزيئي ووجود الشوائب. وبشكل عام، تتراوح درجة غليانه بين 300 درجة مئوية و400 درجة مئوية.
نقطة انصهار أكسيد البولي ايثيلين
لدى PEO نقطة انصهار منخفضة نسبيًا. تعتمد نقطة الانصهار على الوزن الجزيئي ويمكن أن تتراوح من حوالي 50 درجة مئوية إلى 70 درجة مئوية. يميل الوزن الجزيئي العالي PEO إلى الحصول على نقطة انصهار أعلى.
كثافة أكسيد البولي إيثيلين جم/مل
تختلف كثافة PEO اعتمادًا على الوزن الجزيئي والشكل المحدد للبوليمر. بشكل عام، تتراوح الكثافة من حوالي 1.1 جم/مل إلى 1.3 جم/مل. ومع ذلك، من المهم ملاحظة أن الكثافة يمكن أن تتأثر بوجود الشوائب أو المواد المضافة.
الوزن الجزيئي لأكسيد البولي إيثيلين
PEO عبارة عن بوليمر ذو نطاق واسع من الأوزان الجزيئية. يحدد الوزن الجزيئي الخواص الفيزيائية وسلوك البوليمر. ويمكن أن تتراوح من بضعة آلاف إلى عدة ملايين من الجرام لكل مول، اعتمادًا على التطبيق المطلوب وعملية البلمرة.
هيكل أكسيد البولي ايثيلين
يحتوي PEO على بنية سلسلة بوليمر خطية، حيث يتم توصيل كل وحدة متكررة بالأخرى عبر ذرة الأكسجين. يمنح هذا الهيكل البوليمر خصائصه الفريدة، مثل قابلية الذوبان والقدرة على تكوين محاليل لزجة في الماء.
ذوبان أكسيد البولي ايثيلين
PEO قابل للذوبان بدرجة عالية في الماء. عندما يذوب في الماء، فإنه يشكل محاليل لزجة بسبب التفاعل بين سلاسل البوليمر وجزيئات الماء. يمكن أيضًا أن تتأثر قابلية ذوبان PEO بعوامل مثل درجة الحرارة والوزن الجزيئي والتركيز.
| مظهر | الصلبة البيضاء |
| جاذبية معينة | 1.1 – 1.3 جم/مل |
| لون | عديم اللون |
| يشم | عديم الرائحة |
| الكتلة المولية | يختلف (اعتمادًا على n) |
| كثافة | 1.1 – 1.3 جم/مل |
| نقطة الانصهار | 50 درجة مئوية – 70 درجة مئوية |
| نقطة الغليان | 300 درجة مئوية – 400 درجة مئوية |
| نقطة فلاش | غير قابل للتطبيق |
| الذوبان في الماء | قابل للذوبان |
| الذوبان | يذوب في الماء |
| ضغط البخار | ضعيف |
| كثافة بخار | غير متاح |
| pKa | غير قابل للتطبيق |
| الرقم الهيدروجيني | حيادي |
سلامة ومخاطر أكسيد البولي ايثيلين
يعتبر PEO آمنًا نسبيًا عند التعامل معه بشكل صحيح. ومع ذلك، مثل أي مادة كيميائية، يجب اتخاذ بعض الاحتياطات. يجب تجنب الاتصال المباشر بالجلد لأنه قد يسبب تهيجًا أو حساسية لدى بعض الأشخاص. يجب التقليل من استنشاق الغبار أو الضباب، لأنه يمكن أن يهيج الجهاز التنفسي. يوصى بالتهوية الكافية عند العمل مع PEO لمنع تراكم الأبخرة. في حالة الابتلاع العرضي، يجب طلب العناية الطبية. ومن المهم اتباع إجراءات التخزين والتعامل المناسبة، بما في ذلك إبعاده عن مصادر الاشتعال. بشكل عام، من الضروري تنفيذ تدابير جيدة للسلامة في المختبرات وأماكن العمل عند العمل مع PEO.
| رموز الخطر | لا أحد |
| وصف الأمان | التعامل مع التهوية الكافية. تجنب الاتصال المباشر مع الجلد. التقليل من استنشاق الغبار/الضباب. |
| أرقام تعريف الأمم المتحدة | غير قابل للتطبيق |
| رمز النظام المنسق | 3907.20 |
| فئة الخطر | غير مصنف |
| مجموعة التعبئة | غير قابل للتطبيق |
| تسمم | سمية منخفضة |
طرق تصنيع أكسيد البولي إيثيلين
يستخدم تركيب PEO أساليب مختلفة. النهج الشائع الاستخدام هو بلمرة مونومرات أكسيد الإيثيلين . تتطلب هذه العملية تفاعل أكسيد الإيثيلين مع بادئ أو محفز، مثل هيدروكسيد فلز قلوي أو مركب حمضي. يفتح البادئ البنية الحلقية لأكسيد الإيثيلين، مما يسمح للمونومرات بالانضمام وتشكيل سلسلة بوليمر PEO.
تستخدم عملية أخرى البلمرة الأنيونية لأكسيد الإيثيلين باستخدام ألكوكسيد فلز قلوي أو هيدريد فلز قلوي كمحفز. تتيح هذه الطريقة التحكم في الوزن الجزيئي وإنتاج هياكل PEO محددة جيدًا.
تؤدي بلمرة فتح الحلقة لمشتقات أكسيد الإيثيلين ، مثل الإبيكلوروهيدرين أو كربونات الإيثيلين، من خلال استخدام محفز إلى تكوين سلاسل PEO.
تتيح البلمرة الحية أو طرق البلمرة الجذرية الخاضعة للرقابة الإنتاج الدقيق لـ PEOs بأوزان جزيئية محددة وتشتتات متعددة ضيقة.
تسهل تقنيات البلمرة المختلفة تخليق PEO، مما يتيح إنتاج PEOs بأوزان جزيئية مختلفة، وهياكل وخصائص اعتمادًا على التطبيق المطلوب.
استخدامات أكسيد البولي إيثيلين
لدى PEO تطبيقات مختلفة في مجالات مختلفة نظرًا لخصائصه الفريدة. بعض الاستخدامات الشائعة تشمل:
- المستحضرات الصيدلانية: يعمل كسواغ في تركيبات الأدوية، مما يحسن قابلية الذوبان والتوافر الحيوي للأدوية ضعيفة الذوبان.
- السيراميك: يعمل كمواد رابطة في معالجة السيراميك، مما يساعد على تشكيل وتوفير القوة الخضراء للأجسام الخزفية.
- منتجات العناية الشخصية: يعمل كعامل سماكة في المستحضرات والكريمات والشامبو، مما يضفي اللزوجة والثبات.
- المواد اللاصقة: هي أحد مكونات التركيبات اللاصقة، وتوفر خصائص الترابط والمرونة.
- المنسوجات: يتم تطبيقه في معالجة المنسوجات كعامل تحجيم، مما يعزز النسيج بشكل أفضل ويقلل من تكسر الخيوط.
- صناعة الورق: تعمل كعامل احتفاظ، مما يحسن الاحتفاظ بالجزيئات الدقيقة في عملية صناعة الورق ويحسن قوة الورق.
- الإلكتروليتات الصلبة: تستخدمها بطاريات الحالة الصلبة وخلايا الوقود كإلكتروليت صلب بسبب موصليتها الأيونية العالية.
- معالجة المياه: يسهل تلبد الجزيئات العالقة في عمليات معالجة المياه، مما يسهل إزالتها.
- أنظمة الإطلاق الخاضعة للرقابة: تساعد في تطوير أنظمة توصيل الأدوية للإفراج الخاضع للرقابة للأدوية على مدى فترة طويلة من الزمن.
- التعبئة والتغليف: يعمل كحاجز للرطوبة في عبوات المواد الغذائية، مما يحمي المحتويات من امتصاص الرطوبة.
- مواد التشحيم: تعمل بمثابة مادة تشحيم مضافة في تطبيقات مختلفة، مما يقلل الاحتكاك والتآكل.
أسئلة:
س: كيفية صنع أكسيد البولي إيثيلين؟
ج: يمكن تصنيع PEO عن طريق بلمرة مونومرات أكسيد الإيثيلين باستخدام البادئات أو المحفزات، مثل هيدروكسيدات الفلزات القلوية أو المركبات الحمضية.
س: هل هلام أكسيد البولي ايثيلين في درجات حرارة عالية؟
ج: يمكن لـ PEO أن يشكل مواد هلامية عند درجات حرارة عالية بسبب خصائصه الحساسة للحرارة، حيث يتغير من الحالة السائلة إلى الحالة الشبيهة بالهلام.
س: هل أكسيد البولي إيثيلين قابل للتحلل؟
ج: لا، PEO ليس قابلاً للتحلل الحيوي بسهولة لأنه يتمتع بمقاومة عالية للتحلل الأنزيمي.
س: هل الأسيتون متوافق مع “أكسيد البولي إيثيلين”؟
ج: نعم، الأسيتون متوافق بشكل عام مع PEO ويمكن استخدامه كمذيب.
س: ما هو أكسيد البولي ايثيلين؟
ج: PEO عبارة عن بوليمر ذو هيكل يشبه السلسلة يتكون من وحدات أكسيد الإيثيلين المتكررة.
س: هل يمثل الانتشار المحدود للأكسدة مشكلة بالنسبة للبولي إيثيلين؟
ج: لا تمثل الأكسدة المحدودة الانتشار عمومًا مشكلة بالنسبة للبولي إيثيلين لأنها تتمتع بمقاومة جيدة للتحلل التأكسدي.
س: هل أكسيد البولي إيثيلين قابل للذوبان في الإيثانول؟
ج: نعم، PEO قابل للذوبان في الإيثانول ويشكل محاليل واضحة.
س: هل أكسيد البولي إيثيلين هو هلام حراري؟
ج: نعم، يمكن أن يُظهر PEO سلوك التجيل الحراري، وتشكيل المواد الهلامية أو الهياكل الشبيهة بالهلام عند التسخين.
س: هل أكسيد البولي إيثيلين آمن؟
ج: يعتبر PEO آمنًا بشكل عام عند التعامل معه بشكل صحيح، ولكن يجب اتخاذ الاحتياطات اللازمة لتجنب ملامسة الجلد المباشرة واستنشاق الغبار/الضباب.