Polyethyleenoxide (PEO), ook bekend als polyethyleenglycol , is een polymeer dat oplost in water en viskeuze oplossingen vormt. Het wordt gebruikt in verschillende toepassingen, zoals in de farmaceutische industrie, keramiek en als verdikkingsmiddel in producten voor persoonlijke verzorging.
| IUPAC-naam | Poly(oxyethyleen) |
| Moleculaire formule | (C2H4O)n |
| CAS-nummer | 25322-68-3 |
| Synoniemen | Polyethyleenglycol; PEG, PEO |
| InChi | InChI=1S/C2H4O/c1-2-3/h2-3H,1H3 |
Eigenschappen van polyethyleenoxide
Formule van polyethyleenoxide
De formule voor polyethyleenoxide is (C2H4O)n, waarbij “n” staat voor het aantal zich herhalende eenheden in de polymeerketen. Elke zich herhalende eenheid bestaat uit twee koolstofatomen, vier waterstofatomen en één zuurstofatoom.
Molaire massa van polyethyleenoxide
De molaire massa van PEO varieert afhankelijk van het aantal herhalende eenheden (n) in de polymeerketen. Omdat de formule (C2H4O)n is, kan de molaire massa worden berekend door de atoommassa’s van twee koolstofatomen, vier waterstofatomen en één zuurstofatoom op te tellen.
Kookpunt van polyethyleenoxide
PEO heeft een relatief hoog kookpunt vergeleken met veel andere organische verbindingen. Het exacte kookpunt hangt af van factoren zoals het molecuulgewicht en de aanwezigheid van onzuiverheden. Over het algemeen ligt het kookpunt tussen 300°C en 400°C.
Smeltpunt van polyethyleenoxide
PEO heeft een relatief laag smeltpunt. Het smeltpunt hangt af van het molecuulgewicht en kan variëren van ongeveer 50°C tot 70°C. PEO met een hoger molecuulgewicht heeft de neiging een hoger smeltpunt te hebben.
Dichtheid van polyethyleenoxide g/ml
De dichtheid van PEO varieert afhankelijk van het molecuulgewicht en de specifieke vorm van het polymeer. Over het algemeen varieert de dichtheid van ongeveer 1,1 g/ml tot 1,3 g/ml. Het is echter belangrijk op te merken dat de dichtheid kan worden beïnvloed door de aanwezigheid van onzuiverheden of additieven.
Molecuulgewicht van polyethyleenoxide
PEO is een polymeer met een breed scala aan molecuulgewichten. Het molecuulgewicht bepaalt de fysische eigenschappen en het gedrag van het polymeer. Deze kan variëren van enkele duizenden tot enkele miljoenen grammen per mol, afhankelijk van de gewenste toepassing en het polymerisatieproces.
Structuur van polyethyleenoxide
PEO heeft een lineaire polymeerketenstructuur, waarbij elke zich herhalende eenheid via een zuurstofatoom met de volgende is verbonden. Deze structuur geeft het polymeer zijn unieke eigenschappen, zoals oplosbaarheid en het vermogen om viskeuze oplossingen in water te vormen.
Oplosbaarheid van polyethyleenoxide
PEO is zeer goed oplosbaar in water. Wanneer het in water wordt opgelost, vormt het stroperige oplossingen als gevolg van de interactie tussen polymeerketens en watermoleculen. De oplosbaarheid van PEO kan ook worden beïnvloed door factoren zoals temperatuur, molecuulgewicht en concentratie.
| Verschijning | Witte vaste stof |
| Soortelijk gewicht | 1,1 – 1,3 g/ml |
| Kleur | Kleurloos |
| Geur | Geurloos |
| Molaire massa | Varieert (afhankelijk van n) |
| Dikte | 1,1 – 1,3 g/ml |
| Fusie punt | 50°C – 70°C |
| Kookpunt | 300°C – 400°C |
| Flitspunt | Niet toepasbaar |
| oplosbaarheid in water | Oplosbaar |
| Oplosbaarheid | Oplosbaar in water |
| Dampdruk | Zwak |
| Dampdichtheid | Niet beschikbaar |
| pKa | Niet toepasbaar |
| pH | Neutrale |
Veiligheid en gevaren van polyethyleenoxide
PEO wordt als relatief veilig beschouwd als het op de juiste manier wordt behandeld. Zoals bij elke chemische stof moeten echter bepaalde voorzorgsmaatregelen worden genomen. Direct contact met de huid moet worden vermeden, aangezien dit bij sommige mensen irritatie of sensibilisatie kan veroorzaken. Het inademen van stof of nevel moet tot een minimum worden beperkt, omdat dit de luchtwegen kan irriteren. Bij het werken met PEO wordt voldoende ventilatie aanbevolen om opbouw van dampen te voorkomen. In geval van accidentele inname moet medische hulp worden ingeroepen. Het is belangrijk om de juiste opslag- en hanteringsprocedures te volgen, inclusief het uit de buurt houden van ontstekingsbronnen. Over het algemeen is het van cruciaal belang om goede veiligheidsmaatregelen in laboratoria en op de werkplek te implementeren bij het werken met PEO.
| Gevarensymbolen | Geen |
| Beveiligingsbeschrijving | Hanteren met voldoende ventilatie. Vermijd direct contact met de huid. Minimaliseer het inademen van stof/nevel. |
| VN-identificatienummers | Niet toepasbaar |
| HS-code | 3907.20 |
| Gevarenklasse | Niet geclassificeerd |
| Verpakkingsgroep | Niet toepasbaar |
| Toxiciteit | Lage toxiciteit |
Methoden voor de synthese van polyethyleenoxide
PEO-synthese maakt gebruik van verschillende methoden. Een veelgebruikte aanpak is het polymeriseren van ethyleenoxidemonomeren . Dit proces vereist de reactie van ethyleenoxide met een initiator of katalysator, zoals een alkalimetaalhydroxide of een zure verbinding. De initiator opent de ringstructuur van het ethyleenoxide, waardoor de monomeren zich kunnen verbinden en de PEO-polymeerketen kunnen vormen.
Een ander proces maakt gebruik van de anionische polymerisatie van ethyleenoxide met behulp van een alkalimetaalalkoxide of alkalimetaalhydride als katalysator. Deze methode maakt het mogelijk om het molecuulgewicht te controleren en goed gedefinieerde PEO-structuren te produceren.
Ringopeningspolymerisatie van ethyleenoxidederivaten , zoals epichloorhydrine of ethyleencarbonaat, door het gebruik van een katalysator resulteert in de vorming van PEO-ketens.
Levende polymerisatie of gecontroleerde radicaalpolymerisatiemethoden maken de nauwkeurige productie van PEO’s met specifieke molecuulgewichten en smalle polydispersiteiten mogelijk.
Verschillende polymerisatietechnieken vergemakkelijken de synthese van PEO, waardoor de productie van PEO’s met verschillende molecuulgewichten, structuren en eigenschappen mogelijk wordt, afhankelijk van de gewenste toepassing.
Gebruik van polyethyleenoxide
Door zijn unieke eigenschappen kent PEO diverse toepassingen op verschillende vakgebieden. Enkele veel voorkomende toepassingen zijn:
- Farmaceutische producten: Het fungeert als hulpstof in geneesmiddelformuleringen en verbetert de oplosbaarheid en biologische beschikbaarheid van slecht oplosbare geneesmiddelen.
- Keramiek: Het fungeert als bindmiddel bij de verwerking van keramiek en helpt keramische lichamen vorm te geven en groene kracht te geven.
- Producten voor persoonlijke verzorging: Het dient als verdikkingsmiddel in lotions, crèmes en shampoos en zorgt voor viscositeit en stabiliteit.
- Kleefstoffen: Het is een onderdeel van lijmformuleringen en biedt hechtings- en flexibiliteitseigenschappen.
- Textiel: Het wordt toegepast bij de behandeling van textiel als lijmmiddel, waardoor beter weven wordt bevorderd en draadbreuk wordt verminderd.
- Papierindustrie: Het werkt als retentiemiddel, verbetert de retentie van fijne deeltjes in het papierproductieproces en verbetert de sterkte van papier.
- Vaste elektrolyten: Vastestofbatterijen en brandstofcellen gebruiken het als een vaste elektrolyt vanwege de hoge ionische geleidbaarheid.
- Waterbehandeling: Het vergemakkelijkt de uitvlokking van zwevende deeltjes in waterbehandelingsprocessen, waardoor de verwijdering ervan wordt vergemakkelijkt.
- Systemen met gecontroleerde afgifte: Het helpt bij de ontwikkeling van systemen voor medicijnafgifte voor gecontroleerde afgifte van medicijnen gedurende een langere periode.
- Verpakking: Het fungeert als vochtbarrière in voedselverpakkingen en beschermt de inhoud tegen vochtopname.
- Smeermiddelen: Het dient als smeermiddeladditief bij verschillende toepassingen, waardoor wrijving en slijtage worden verminderd.
Vragen:
Vraag: Hoe polyethyleenoxide maken?
A: PEO kan worden gemaakt door ethyleenoxidemonomeren te polymeriseren met behulp van initiatoren of katalysatoren, zoals alkalimetaalhydroxiden of zure verbindingen.
Vraag: Geleert polyethyleenoxide bij hoge temperaturen?
A: PEO kan bij hoge temperaturen gels vormen vanwege de warmtegevoelige eigenschappen, waardoor het van een vloeibare naar een gelachtige toestand verandert.
Vraag: Is polyethyleenoxide biologisch afbreekbaar?
A: Nee, PEO is niet gemakkelijk biologisch afbreekbaar omdat het een hoge weerstand heeft tegen enzymatische afbraak.
Vraag: Is aceton compatibel met “polyethyleenoxide”?
A: Ja, aceton is over het algemeen compatibel met PEO en kan als oplosmiddel worden gebruikt.
Vraag: Wat is polyethyleenoxide?
A: PEO is een polymeer met een ketenachtige structuur die bestaat uit zich herhalende ethyleenoxide-eenheden.
Vraag: Is diffusiegelimiteerde oxidatie een probleem voor polyethyleen?
A: Diffusiegelimiteerde oxidatie is over het algemeen geen probleem voor polyethyleen, omdat het een goede weerstand heeft tegen oxidatieve afbraak.
Vraag: Is polyethyleenoxide oplosbaar in ethanol?
A: Ja, PEO is oplosbaar in ethanol en vormt heldere oplossingen.
Vraag: Is polyethyleenoxide een thermogel?
A: Ja, PEO kan thermogeleringsgedrag vertonen, waarbij bij verhitting gels of gelachtige structuren worden gevormd.
Vraag: Is polyethyleenoxide veilig?
A: PEO wordt over het algemeen als veilig beschouwd als het op de juiste manier wordt behandeld, maar er moeten voorzorgsmaatregelen worden genomen om direct huidcontact en inademing van stof/nevel te voorkomen.