聚丙二醇(Polypropylene Glycol,简称PPG),又称聚醚多元醇或聚氧丙烯二醇,是一种由环氧丙烷开环聚合而成的非离子型聚醚,CAS号为25322-69-4,分子式为(C₃H₆O)ₙ,通式为H[OCH(CH₃)CH₂]ₙOH。该产品为无色至淡黄色透明粘稠液体,几乎无味,分子量覆盖200至8000的宽范围,具有优异的润滑性、消泡性、增溶性和抗静电性能。工业上,聚丙二醇广泛应用于聚氨酯弹性体、涂料、黏合剂、消泡剂、脱模剂、化妆品、制药及合成润滑油等众多领域。
项目 | 内容 |
中文名称 | 聚丙二醇 |
英文名称 | Polypropylene Glycol (PPG) |
别名 | 聚醚多元醇、聚氧丙烯二醇、丙二醇聚醚 |
CAS号 | 25322-69-4 |
分子式 | (C₃H₆O)ₙ / H[OCH(CH₃)CH₂]ₙOH |
EINECS号 | 500-039-8 |
外观 | 无色至淡黄色透明粘稠液体 |
分子量范围 | 约200~8000(常见型号:PPG-200/400/600/1000/2000/3000/4000/6000/8000) |
密度(25°C) | 约1.004~1.007 g/mL |
羟值范围 | 视分子量而定,如PPG-200为535~585 mg KOH/g,PPG-3000为32~38 mg KOH/g |
酸值 | ≤0.1 mg KOH/g |
闪点 | 135°C(PPG-200)~240°C(PPG-2000) |
溶解性 | 低分子量(200~600)可溶于水;易溶于甲苯、乙醇、三氯乙烯等有机溶剂 |
储存条件 | 室温(15°C以下阴凉干燥处),惰性气体保护,容器保持密封 |
执行标准 | HG/T 4309-2022 |
海关编码 | 3907.29 |
聚丙二醇的核心特征在于其分子结构中甲基侧链赋予的疏水性与端羟基赋予的反应活性之间的平衡。
宽分子量可调性:通过控制聚合度,可获得从液态到半固态的不同分子量产品,羟值随分子量增大而降低,可满足不同配方需求。
溶解性梯度:低分子量PPG(200~600)可溶于水,随分子量增大水溶性迅速降低,高分子量PPG基本不溶于水但易溶于有机溶剂。
表面活性:作为非离子型聚醚,PPG具有良好的润湿、渗透和分散能力,表面张力低(PPG-600约33 mN/m),可有效降低体系表面张力。
消泡性能:低表面张力和良好的分散性使其成为高效的消泡剂基础组分,破泡速度快、抑泡时间长。
润滑性能:高分子量PPG(2000~8000)具有极佳的润滑、抗泡、耐热耐冻性能,可作为高温润滑剂和合成润滑油基础油。
化学稳定性:非挥发性,低凝固点,化学性质稳定,应避免与强氧化剂接触。
低毒性:属低毒类物质,大鼠口服LD50>2 g/kg,在正常使用条件下对人体安全性良好。
聚丙二醇是聚氨酯工业中最重要的聚醚多元醇原料之一。PPG与异氰酸酯(如MDI、TDI)按配方比例直接参与聚合反应,合成聚氨酯预聚体、弹性体、软泡及硬泡材料。PPG-3000至PPG-8000主要用作组合聚醚的组分生产聚氨酯泡沫塑料;PPG-2000及以下型号则广泛用于生产聚氨酯弹性体、涂料、黏合剂、涂饰剂、密封胶和水性聚氨酯等领域,可部分替代四氢呋喃聚醚和聚酯多元醇使用。
利用PPG的低表面张力和优异的分散性能,其可作为工业消泡剂的基础组分或活性成分,广泛应用于发酵、造纸、涂料、水处理等体系。PPG的脂肪酸酯水性乳液可有效抑制水性涂料中过度泡沫的形成,使涂布膜基本无缺陷。此外,PPG还可用于食品加工中的消泡处理,如酵母、味精等生产过程。
聚丙二醇在润滑领域应用广泛。在水溶性切削液、辊子油、液压油中作为润滑添加剂,可显著提升润滑和冷却性能,金属加工液中推荐添加量为浓缩液总量的5%~20%。PPG-2000~8000可直接或经酯化后用于生产合成润滑油和增塑剂,也作为合成油品添加剂使用。此外,PPG还用于橡胶的内部润滑剂和外部润滑剂,改善加工性能和成品光洁度。
在化妆品领域,聚丙二醇(特别是PPG-400)用作润肤剂、柔软剂和润滑剂,在乳液、膏霜、洗发水等配方中发挥保湿和溶剂功能。PPG还被用作化妆品中活性成分的载体和增溶剂,帮助难溶性功效成分均匀分散于配方体系。
聚丙二醇在制药领域主要作为药物载体和溶剂使用,凭借其良好的安全性和生物相容性,适用于液体、半固体及固体制剂。PPG在软膏、栓剂基质中作为水溶性基质主体材料之一,也用作药物制剂的增溶助剂,帮助提高难溶性药物的生物利用度。
在涂料工业中,PPG被用作防泡剂、粘度改善剂和分散剂。PPG-200可用于颜料的分散,PPG烷基醚作为水性涂料成膜助剂和增韧增弹剂,适用于苯丙乳胶、丙烯酸树脂、弹性涂料及木器涂料等体系,可改良漆膜的丰满度和韧性。
聚丙二醇作为脱模剂的活性组分,可与溶剂及乳化剂按比例混合配制成脱模液,喷涂或刷涂于模具表面形成均匀隔离膜。PPG-600在脱模液成品中的质量占比通常为5%~30%,适用于橡胶、塑料等制品的成型脱模。
PPG在纺织和皮革加工中用作润湿剂、分散剂和柔软剂。在皮革涂饰中,PPG作为表面活性剂、润湿剂和分散剂使用,有助于涂饰材料的均匀分布和渗透。在纺织领域,PPG及其衍生物用作纤维润滑剂和抗静电剂。
聚丙二醇的端羟基具有反应活性,可用作酯化、醚化和缩聚反应的中间体,通过进一步化学改性制备非离子型表面活性剂、脂肪酸酯等衍生物。PPG脂肪酸酯作为非离子型表面活性剂,在乳化、分散和消泡等方面具有广泛应用。
传热流体:用作冷冻剂和冷却剂,适用于宽温度范围的传热系统。
分析仪器:PPG在质谱分析中用作调谐参考物和校准剂。
防冰液:用作除冰液的基础组分。
腐蚀抑制:PPG-2000在酸性溶液中对低碳钢具有腐蚀抑制作用。
聚丙二醇属低毒类化学品,大鼠口服LD50>2 g/kg。操作时建议佩戴防护眼镜和手套,避免吸入蒸气或气溶胶。产品应储存于阴凉干燥通风处,保持容器密封,远离强氧化剂和强酸,储存温度推荐5°C~40°C。室温条件下保质期通常为三年。运输时按一般化学品管理,本系列产品无毒、不易燃。
Q1:聚丙二醇(PPG)和聚乙二醇(PEG)有什么区别?
PPG由环氧丙烷聚合而成,分子结构中含有甲基侧链,具有疏水性;PEG由环氧乙烷聚合而成,无侧链,亲水性更强。PPG的端羟基为仲羟基,反应活性低于PEG的伯羟基。在聚氨酯配方中,PPG提供更好的耐水解性和柔韧性,PEG则提供更好的亲水性。
Q2:不同分子量的PPG在应用上有何区别?
低分子量PPG(200~600)可溶于水,适合用作消泡剂、润肤剂和反应中间体;中分子量PPG(1000~2000)广泛用于聚氨酯弹性体和涂料;高分子量PPG(3000~8000)主要用作聚氨酯泡沫塑料的组合聚醚组分,具有极佳的润滑和抗泡性能。
Q3:PPG在聚氨酯配方中的推荐用量是多少?
在聚氨酯预聚体配方中,PPG推荐用量通常为配方总量的20%~60%,具体取决于目标产品的硬度和柔韧性要求。使用前建议将产品预热至室温并搅拌均匀,在氮气保护或干燥环境中操作,避免水分干扰异氰酸酯反应。
Q4:聚丙二醇是否需要特殊储存条件?
聚丙二醇应储存于阴凉干燥通风处,保持容器密封,建议储存温度为5°C~40°C,远离强氧化剂和强酸。低温储存后产品粘度可能增大或出现凝固,属正常现象,升温至15°C~35°C并搅拌均匀即可恢复流动性。
Q5:聚丙二醇的主要安全风险是什么?
聚丙二醇属低毒类物质,急性口服LD50>2 g/kg。但低分子量PPG(相对分子质量400~1200)能迅速经肠胃道吸收,大剂量摄入可能引起中枢神经兴奋。操作时建议佩戴防护眼镜和手套,避免大量吸入蒸气。产品可燃,储存和运输时应远离火源和强氧化剂。
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