ポリエチレングリコールとしても知られるポリエチレンオキシド (PEO) は、水に溶解して粘稠な溶液を形成するポリマーです。医薬品、セラミックス、パーソナルケア製品の増粘剤など、さまざまな用途に使用されています。
| IUPAC名 | ポリ(オキシエチレン) |
| 分子式 | (C2H4O)n |
| CAS番号 | 25322-68-3 |
| 同義語 | ポリエチレングリコール;ペグ、ペオ |
| インチチ | InChI=1S/C2H4O/c1-2-3/h2-3H,1H3 |
ポリエチレンオキシドの性質
ポリエチレンオキシドの配合
ポリエチレンオキシドの式は (C2H4O)n で、「n」はポリマー鎖の繰り返し単位の数を表します。各繰り返し単位は、2 つの炭素原子、4 つの水素原子、および 1 つの酸素原子で構成されます。
ポリエチレンオキシドのモル質量
PEO のモル質量は、ポリマー鎖内の繰り返し単位 (n) の数に応じて変化します。式は (C2H4O)n であるため、モル質量は 2 つの炭素原子、4 つの水素原子、および 1 つの酸素原子の原子質量を加算することで計算できます。
ポリエチレンオキシドの沸点
PEO は、他の多くの有機化合物と比較して比較的高い沸点を持っています。正確な沸点は、分子量や不純物の存在などの要因によって異なります。一般に、その沸点は300℃から400℃の間です。
ポリエチレンオキシドの融点
PEO は比較的低い融点を持っています。融点は分子量に依存し、約 50°C ～ 70°C の範囲になります。分子量の高いPEOは、融点が高くなる傾向があります。
ポリエチレンオキシドの密度 g/mL
PEO の密度は、ポリマーの分子量と特定の形状によって異なります。一般に、密度は約 1.1 g/mL ～ 1.3 g/mL の範囲です。ただし、密度は不純物や添加物の存在によって影響を受ける可能性があることに注意することが重要です。
ポリエチレンオキシドの分子量
PEO は、幅広い分子量を持つポリマーです。分子量はポリマーの物理的特性と挙動を決定します。所望の用途および重合プロセスに応じて、モルあたり数千グラムから数百万グラムまで変化し得る。
ポリエチレンオキシド構造
PEO は直鎖状のポリマー鎖構造を持ち、各繰り返し単位が酸素原子を介して次の繰り返し単位に接続されています。この構造により、ポリマーに溶解性や水中で粘稠な溶液を形成する能力などの独特の特性が与えられます。
ポリエチレンオキシドの溶解度
PEOは水によく溶けます。水に溶解すると、ポリマー鎖と水分子の相互作用により粘稠な溶液が形成されます。 PEO の溶解度は、温度、分子量、濃度などの要因によっても影響を受ける可能性があります。
| 外観 | 白色固体 |
| 比重 | 1.1～1.3g/ml |
| 色 | 無色 |
| 匂い | 無臭 |
| モル質量 | 異なる (n に応じて) |
| 密度 | 1.1～1.3g/ml |
| 融合点 | 50℃～70℃ |
| 沸点 | 300℃～400℃ |
| フラッシュドット | 適用できない |
| 水への溶解度 | 可溶性 |
| 溶解性 | 水に溶ける |
| 蒸気圧 | 弱い |
| 蒸気密度 | 利用不可 |
| pKa | 適用できない |
| pH | 中性 |
ポリエチレンオキシドの安全性と危険性
PEO は、正しく取り扱われれば比較的安全であると考えられています。ただし、他の化学物質と同様に、特定の予防措置を講じる必要があります。人によっては炎症や過敏症を引き起こす可能性があるため、皮膚への直接接触は避けてください。呼吸器系を刺激する可能性があるため、粉塵やミストの吸入は最小限に抑える必要があります。 PEO を使用する場合は、蒸気の蓄積を防ぐために適切な換気を行うことをお勧めします。誤って摂取した場合は医師の診察を受ける必要があります。発火源から遠ざけるなど、適切な保管および取り扱い手順に従うことが重要です。全体として、PEO と協力する場合は、適切な実験室および職場の安全対策を実施することが重要です。
| ハザードシンボル | なし |
| セキュリティの説明 | 十分な換気をしながら取り扱ってください。皮膚への直接接触を避けてください。粉塵・ミストの吸入を最小限に抑えます。 |
| 国連識別番号 | 適用できない |
| HSコード | 3907.20 |
| 危険等級 | 未分類 |
| 梱包グループ | 適用できない |
| 毒性 | 低毒性 |
ポリエチレンオキシドの合成方法
PEO 合成にはさまざまな方法が使用されます。一般的に使用されるアプローチは、エチレンオキシドモノマーを重合することです。このプロセスでは、エチレンオキシドと開始剤または触媒（アルカリ金属水酸化物や酸性化合物など）との反応が必要です。開始剤はエチレンオキシドの環構造を開いて、モノマーが結合して PEO ポリマー鎖を形成できるようにします。
別のプロセスでは、触媒としてアルカリ金属アルコキシドまたはアルカリ金属水素化物を使用したエチレンオキシドのアニオン重合が使用されます。この方法により、分子量を制御し、明確に定義された PEO 構造を生成することが可能になります。
触媒を使用したエピクロロヒドリンやエチレンカーボネートなどのエチレンオキシド誘導体の開環重合により、PEO鎖が形成されます。
リビング重合または制御ラジカル重合法により、特定の分子量と狭い多分散性を備えた PEO を正確に製造できます。
さまざまな重合技術により PEO の合成が容易になり、目的の用途に応じて異なる分子量、構造、特性を備えた PEO の製造が可能になります。
ポリエチレンオキシドの用途
PEO はそのユニークな特性により、さまざまな分野でさまざまな用途に使用されています。一般的な用途には次のようなものがあります。
- 医薬品: 製剤中の賦形剤として作用し、難溶性薬物の溶解性と生物学的利用能を向上させます。
- セラミック: セラミック加工におけるバインダーとして機能し、セラミック本体の形状を整え、グリーン強度を提供します。
- パーソナルケア製品: ローション、クリーム、シャンプーの増粘剤として機能し、粘度と安定性を与えます。
- 接着剤: 接着剤配合物の成分であり、接着性と柔軟性の特性を提供します。
- 繊維: 繊維の処理にサイジング剤として使用され、製織を促進し、糸切れを軽減します。
- 製紙産業: 保持剤として機能し、製紙プロセスにおける微粒子の保持力を向上させ、紙の強度を向上させます。
- 固体電解質: イオン伝導率が高いため、全固体電池や燃料電池に固体電解質として使用されます。
- 水処理：水処理プロセスにおいて浮遊粒子の凝集を促進し、除去を容易にします。
- 制御放出システム: 長期間にわたる薬物の制御放出のための薬物送達システムの開発に役立ちます。
- 包装: 食品包装の防湿層として機能し、内容物を吸湿から保護します。
- 潤滑剤: さまざまな用途で潤滑添加剤として機能し、摩擦や摩耗を軽減します。
質問:
Q: ポリエチレンオキシドはどうやって作るのですか?
A: PEO は、アルカリ金属水酸化物や酸性化合物などの開始剤や触媒を使用してエチレンオキシドモノマーを重合させることによって製造できます。
Q: ポリエチレンオキシドは高温でゲル化しますか?
A: PEO は熱に敏感な性質があるため、高温でゲルを形成し、液体からゲル状の状態に変化します。
Q: ポリエチレンオキシドは生分解性ですか?
A: いいえ、PEO は酵素分解に対する耐性が高いため、容易に生分解されません。
Q: アセトンは「ポリエチレンオキシド」と互換性がありますか?
A: はい、アセトンは一般的に PEO と相溶性があり、溶媒として使用できます。
Q: ポリエチレンオキシドとは何ですか?
A: PEO は、エチレンオキシド単位の繰り返しで構成される鎖状構造を持つポリマーです。
Q: 拡散律速酸化はポリエチレンにとって問題ですか?
A: ポリエチレンは酸化劣化に対する耐性が優れているため、拡散律速酸化は一般に問題になりません。
Q: ポリエチレンオキシドはエタノールに溶けますか?
A: はい、PEO はエタノールに可溶で、透明な溶液を形成します。
Q: ポリエチレンオキシドはサーモゲルですか?
A: はい、PEO は熱ゲル化挙動を示し、加熱するとゲルまたはゲル状構造を形成することがあります。
Q: ポリエチレンオキシドは安全ですか?
A: PEO は一般に、適切に取り扱われれば安全であると考えられていますが、皮膚への直接接触や粉塵/ミストの吸入を避けるための予防措置を講じる必要があります。