有没有乙二醇和聚乙二醇400含量的直接检测方法

聚乙烯醇和聚乙二醇400红外谱图有什么区别

聚乙二醇又称聚乙二醇醚,简称PEG,结构式为HO(CH2CH2O)nH聚乙烯醇结构式

－[CH2CH(OH)]n－.前者重复单元为醚键,后者重复单元为羟基.聚乙烯醇可用于水溶性胶黏剂,聚乙二醇可用作润滑剂,溶剂等.

目录1 拼音2 英文参考3 聚乙二醇400药典标准 3.1 品名 3.1.1 中文名3.1.2 汉语拼音3.1.3 英文名 3.2 来源含量3.3 性状 3.3.1 相对密度3.3.2 黏度3.3.3 羟值 3.4 鉴别3.5 检查 3.5.1 平均分子量3.5.2 酸度3.5.3 溶液的澄清度与颜色3.5.4 乙二醇与二甘醇3.5.5 环氧乙烷与二氧六环 3.5.5.1 环氧乙烷对照品贮备液的标定 3.5.6 甲醛3.5.7 水分3.5.8 炽灼残渣3.5.9 重金属3.5.10 砷盐 3.6 类别3.7 贮藏3.8 版本 1 拼音

jù yǐ èr chún 400

2 英文参考

Macrogol 400

3 聚乙二醇400药典标准3.1 品名3.1.1 中文名

聚乙二醇400

3.1.2 汉语拼音

Juyi'erchun 400

3.1.3 英文名

Macrogol 400

3.2 来源含量

本品为环氧乙烷和水缩聚而成的混合物。分子式以HO（CH2CH2O）nH表示，其中n代表氧乙烯基的平均数。

3.3 性状

本品为无色或几乎无色的黏稠液体；略有特臭。

本品在水或乙醇中易溶，在乙醚中不溶。

3.3.1 相对密度

本品的相对密度（2010年版药典二部附录Ⅵ A）为1.110～1.140。

3.3.2 黏度

本品的运动黏度（2010年版药典二部附录Ⅵ G第一法），在40℃时（毛细管内径为0.8mm）应为37～45mm2/s。

3.3.3 羟值

本品的羟值（2010年版药典二部附录Ⅶ H）为264～300。

3.4 鉴别

（1）取本品0.05g，加稀盐酸5ml和氯化钡试液1ml，振摇，滤过；在滤液中加入10%磷钼酸溶液1ml，产生黄绿色沉淀。

（2）取本品0.1g，置试管中，加入硫氰酸钾和硝酸钴各0.1g，混合后，加入二氯甲烷5ml，溶液呈蓝色。

3.5 检查3.5.1 平均分子量

取本品约1.2g，精密称定，置干燥的250ml具塞锥形瓶中，精密加邻苯二甲酸酐的吡啶溶液（取邻苯二甲酸酐14g，溶于无水吡啶100ml中，放置过夜，备用）25ml，摇匀，置沸水浴中，加热30～60分钟，取出冷却，精密加入氢氧化钠滴定液（0.5mol/L） 50ml，以酚酞的吡啶溶液（1→100）为指示剂，用氢氧化钠滴定液（0.5mol/L）滴定至显红色，并将滴定的结果用空白试验校正。供试量（g）与4000的乘积，除以消耗氢氧化钠滴定液（0.5mol/L）的容积（ml），即得供试品的平均分子量，应为380～420。

3.5.2 酸度

取本品1.0g，加水20ml溶解后，依法测定（2010年版药典二部附录Ⅵ H），pH值应为4.0～7.0。

3.5.3 溶液的澄清度与颜色

取本品5.0g，加水50ml溶解后，溶液应澄清无色；如显浑浊，与2号浊度标准液（2010年版药典二部附录Ⅸ B）比较，不得更浓；如显色，与黄色2号标准比色液（2010年版药典二部附录Ⅸ A第一法）比较，不得更深。

3.5.4 乙二醇与二甘醇

取乙二醇与二甘醇各50mg，置100ml量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀，作为对照溶液；另取本品4.0g，置10ml量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀，作为供试品溶液。取上述溶液，照气相色谱法（2010年版药典二部附录Ⅴ E），以硅藻土为载体，山梨醇为固定相，在柱温160℃测定。含乙二醇与二甘醇均不得过0.25% （g/g）。

3.5.5 环氧乙烷与二氧六环

取本品1g，精密称定，置顶空瓶中，精密加入超纯水1.0ml，密封，摇匀，作为供试品溶液。量取环氧乙烷300μl（相当于0.25g环氧乙烷），置含50ml经过处理的聚乙二醇400（以60℃，1.5～2.5kPa旋转蒸发6小时，除去挥发性成分）的100ml量瓶中，加入相同溶剂稀释至刻度，摇匀，作为环氧乙烷对照品贮备液。精密称取1g冷的环氧乙烷对照品贮备液，置含40ml经过处理的聚乙二醇400的50ml量瓶中，加相同溶剂稀释至刻度。精密称取10g，置含30ml水的50ml量瓶中，加水稀释至刻度。精密量取10ml，置50ml量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀，作为环氧乙烷对照品溶液。取二氧六环适量，精密称定，用水制成每1ml中含0.1mg的溶液，作为二氧六环对照品溶液。精密称取本品1g，置顶空瓶中，精密加入0.5ml环氧乙烷对照品溶液及0.5ml二氧六环对照品溶液，密封，摇匀，作为对照品溶液。量取0.5ml环氧乙烷对照品溶液置顶空瓶中，加入新鲜配制的0.001%乙醛溶液0.1ml及二氧六环对照品溶液0.1ml，密封，摇匀，作为系统适用性试验溶液。照气相色谱法（2010年版药典二部附录Ⅴ E）试验。以聚二甲基硅氧烷为固定液，起始温度为35℃，维持5分钟，以每分钟5℃的速率升温至180℃，然后以每分钟30℃的速率升温至230℃，维持5分钟（可根据具体情况调整）。进样口温度为150℃，检测器温度为250℃。顶空瓶平衡温度为70℃，平衡时间为45分钟。取系统适用性试验溶液顶空进样，调节检测灵敏度使环氧乙烷峰和乙醛峰的峰高约为满量程的15%，乙醛峰和环氧乙烷峰之间的分离度不小于2.0，二氧六环峰高应为基线噪音的5倍以上。分别取供试品溶液及对照品溶液顶空进样，重复进样至少3次。环氧乙烷峰面积的相对标准偏差应不得过15%，二氧六环峰面积的相对标准偏差应不得过10%。按标准加入法计算，环氧乙烷不得过0.0001%，二氧六环不得过0.001%。

3.5.5.1 环氧乙烷对照品贮备液的标定

取50%氯化镁的无水乙醇混悬液10ml．精密加入20ml乙醇制盐酸滴定液（0.1mol/L）混匀，放置过夜。取5g环氧乙烷对照品贮备液，精密称定，置上述溶液中，放置30分钟，照电位滴定法（2010年版药典二部附录Ⅶ A），用乙醇制氢氧化钾滴定液（0.1mol/L）滴定，并将滴定的结果用空白试验校正，每1ml乙醇制氢氧化钾滴定液相当于4.404mg的环氧乙烷，计算，即得。

3.5.6 甲醛

取本品1g，精密称定，加入0.6%变色酸钠溶液0.25ml，在冰水中冷却后，加硫酸5ml，摇匀，静置15分钟，缓缓定量转移至盛有10ml水的25ml量瓶中，放冷，缓缓加水至刻度，摇匀，作为供试品溶液。另取甲醛0.86g，精密称定，置100ml量瓶中，加水稀释至刻度，精密量取1ml，加水定量稀释至100ml；精密量取1ml，自“加0.6%变色酸钠溶液0.25ml”起，同法操作，作为对照溶液。取上述两种溶液，照紫外－可见分光光度法（2010年版药典二部附录Ⅳ A），在567nm波长处测定吸光度，并用同法操作的空白溶液进行校正。供试品溶液的吸光度不得大于对照溶液的吸光度（0.003%）。

3.5.7 水分

取本品2.0g，照水分测定法（2010年版药典二部附录Ⅷ M第一法 A）测定，含水分不得过2.0%。

3.5.8 炽灼残渣

不得过0.2%（2010年版药典二部附录Ⅷ N）。

3.5.9 重金属

取本品4.0g，加盐酸溶液（9→1000）5ml与水适量，溶解后，用稀醋酸或氨试液调节pH值至3.0～4.0，再加水稀释至25ml，依法检查（2010年版药典二部附录Ⅷ H第一法），含重金属不得过百万分之五。

3.5.10 砷盐

取本品0.67g，置凯氏烧瓶中，加硫酸5ml，用小火消化使炭化，控制温度不超过120℃（必要时可添加硫酸，总量不超过10ml），小心逐滴加入浓过氧化氢溶液，俟反应停止，继续加热，并滴加浓过氧化氢溶液至溶液无色，冷却，加水10ml，蒸发至浓烟发生使除尽过氧化氢，加盐酸5ml与水适量，依法检查（2010年版药典二部附录Ⅷ J第一法），应符合规定（0.0003%）。

3.6 类别

药用辅料，溶剂和增塑剂等。

3.7 贮藏

密封保存。

3.8 版本

根据氢原子的种类等于峰的数目，峰的面积之比等于氢原子的数目之比，结合等效氢判断． 乙醇结构简式为CH3CH2OH，分子中含有3种氢原子，所以有三个吸收峰，峰面积之比是1：2：3，

氢原子具有磁性，如电磁波照射氢原子核，它能通过共振吸收电磁波能量，发生跃迁。用核磁共振仪可以记录到有关信号，处在不同环境中的氢原子因产生共振时吸收电磁波的频率不同，在图谱上出现的位置也不同，各种氢原子的这种差异被称为化学位移。利用化学位移，峰面积和积分值以及耦合常数等信息，进而推测其在碳骨架上的位置。

在核磁共振氢谱图中，特征峰的数目反映了有机分子中氢原子化学环境的种类；不同特征峰的强度比（及特征峰的高度比）反映了不同化学环境氢原子的数目比。所以这个图说明了乙醇有三种不同位置的氢（如一个c上的H就是相同化学环境，也就是等位氢）

氢原子在分子中的化学环境不同，而显示出不同的吸收峰，峰与峰之间的差距被称作化学位移；化学位移的大小，可采用一个标准化合物为原点，测出峰与原点的距离，就是该峰的化学位移，现在一般采用(CH3)4Si(四甲基硅烷TMS)为标准化合物，其化学位移值为0 ppm。

测了二甘醇，我们用的是hp-1，30M长的毛细柱，与杂峰分离效果不错，就是峰型稍差。固定液是100%二甲基聚硅氧烷。

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对应）与

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HOCH2CH2OH

与乙醇相似，主要能与无机或

反应生成酯

不饱和度为5，一定是芳香化合物。

1689cm-1的强峰为羰基峰，羰基峰波数偏低，说明与苯环共轭。

1449cm-1、1583cm-1、1598cm-1是苯环特征峰。

746cm-1和691cm-1是单取代苯特征峰。

由以上信息可判断结构为PhCOCH2CH3

熔融插层法制备的插层复合物尽管插层不很均匀，但具有容易控制聚合物的聚合度（分子量），反应速率快，工业上容易实现等优点，得到了广泛的研究。蒙脱石-聚合物复合纳米材料研究比较多，目前已制备出多种类型复合物，其中有一些种类的纳米塑料已实现工业化生产。而对高岭土-聚合物材料的研究近几年才刚刚开始，对其研究很少。本次工作探讨了熔融法制备高岭土-聚乙二醇20000（Kao-PEG）的最佳反应时间，并首次综合运用X射线衍射、红外光谱、扫描电镜、透射电镜、热分析等对复合物进行表征，细致观察了复合物的形貌，并研究其插层前后的结构变化和热稳定性，加深了对该聚合物复合材料的科学认识，有益于今后对其予以开发应用。

一、实验用主要原料

高岭土：萍乡硬质高岭土，≤200目。无水乙醇：分析纯，含量≥99.7%。二甲基亚砜（DMSO）：分析纯，含量≥99.0%。聚乙二醇-20000（PEG-20000）：平均分子量19000，分析纯。丙酮：分析纯，含量99.5%。

二、Kao-PEG的制备

高岭土-聚乙二醇的制备分为2个步骤：高岭土-二甲基亚砜（Kao-DMSO）的制备和高岭土-聚乙二醇（Kao-PEG）的制备。

Kao-DMSO的制备：将10g高岭土悬浮于100mLDMSO和9mL蒸馏水的混合液中，将混合物装入三颈瓶内，放置于恒温磁力搅拌仪上，冷凝回流，在一定温度下磁力搅拌反应一定时间后，离心沉降分离；将固体物用无水乙醇洗涤除去复合物外表面多余的DMSO，50℃下烘干8h，得到白色粉末状样品。

Kao-PEG的制备：将0.5g Kao-DMSO与1.5g聚乙二醇（PEG-20000）混合，研磨10min，使混合均匀，置于坩埚内，在烘箱中160℃下熔融反应6h、12h、24h、48h、96h后取出，降至室温，用丙酮漂洗干净，风干后样品备测试用。

三、结果与讨论

1.高岭土-聚乙二醇插层复合物XRD分析

高岭石原样的d001值为0.717nm，用DMSO插层后d001值由0.717nm增至1.124nm，插层率90.17%。经聚乙二醇置换插层制备的Kao-DMSO复合物中，高岭石的d001值由0.717nm膨胀到1.121～1.125nm。因此，可以用插层率和置换插层率来表征插层程度。

不同时间熔融法制备高岭土-聚乙二醇（Kao-PEG）的XRD图谱及插层率见图4-28。可见熔融法的插层速率较快，反应12h插层率即趋向一稳定值80%左右；反应24h插层率达最大值；继续延长插层时间，插层率不是增高，反而有微弱程度的降低。从XRD图上还可以看出，插层时间太短，则反应不完全，如插层6h制备的复合物有分叉的衍射峰（d＝1.019nm）存在，说明还处于预插层体复合物分子与插层分子的交换取代阶段。而反应12h以后则没有分叉的衍射峰，可以认为插层12h为最佳反应时间。Kao-PEG的d001峰尖锐且强度高，层间距比高岭土原样仅增加0.4nm左右，而PEG高分子链的横向截面高度也大约为0.30nm［8］，表明PEG分子在高岭石层间为高度有序单层排列。

图4-28 高岭土、PEG、Kao-DMSO和不同反应时间Kao-PEGX射线衍射图谱

（a）高岭土；（b）PEG；（c）Kao-DMSO；（d）反应6h；（e）反应12h；（f）反应24h；（g）反应48h；（h）反应96h

因为Kao-PEG的d001值（1.121～1.125nm）同Kao-DMSO的d001值（1.124nm）非常相近，在XRD图谱上难以区分，为证明DMSO分子确实已被PEG置换，对反应物用水进行漂洗。若是Kao-DMSO，水漂洗后脱嵌，复合物的1.124nm恢复至高岭石的0.717nm左右；若为Kao-PEG，水洗后的d001值基本不变。经PEG插层反应48h后制备的Kao-PEG水洗后的XRD图（图4-29b）表明，水洗后的d001值仍为1.124nm，可见DMSO分子已被PEG分子置换。从Kao-PEG插层复合物的XRD图上还可看到，样品中有聚乙二醇的特征衍射峰存在（图4-28），在反应时间较短的复合物中聚乙二醇的衍射峰强度大，残留的包覆在高岭石表面的聚乙二醇较多，这与电镜照片相互佐证。

图4-29 反应48hKao-PEG及水洗后样品的XRD图谱

（a）Kao-PEG；（b）Kao-PEG水洗后样品

2.高岭土-聚乙二醇插层复合物FTIR分析

高岭土、Kao-DMSO、Kao-PEG、PEG等样品高波数区（羟基振动区）的红外光谱见（图4-30）。高岭石羟键特征振动峰为3694cm-1、3667cm-1、3647cm-1、3620cm-1（图4-30a），前3个振动峰归属于高岭石的内表面羟基，一般认为这些羟基的伸展方向与（001）面呈60°～73°夹角；后者归属于内羟基。内羟基位于片层内部远离插层客体分子，因此3620cm-1振动峰一般受插层影响微弱。而内表面羟基位于片层表面容易受到插层的影响，插层前后其振动峰变化较大。

图4-30 高岭石、Kao-DMSO、Kao-PEG、PEG高波数区的红外光谱

（a）高岭石；（b）Kao-DMSO；（c）Kao-PEG；（d）PEG

在Kao-DMSO的红外振动图谱（图4-30b）中，内表面羟基振动峰的位置（3695cm-1、3664cm-1）和强度与高岭土原样相比均有明显变化，强度降低，而内羟基振动峰（3622cm-1）的强度和位置则基本保持不变。另外在3022cm-1、2936cm-1处形成2个CH3振动峰，表明DMSO分子插入到高岭石层间并与内表面羟基形成了氢键。

而Kao-PEG的图谱（图4-30c）与高岭石或Kao-DMSO有着显著的差别，当PEG分子插入高岭石层间后，内表面羟基3694cm-1振动峰与高岭石相比强度明显减弱，与Kao-DMSO则基本类似；缺少3667cm-1、3647cm-1处的振动峰，新增加3652cm-1振动峰；内羟基振动峰（3623cm-1）位置与强度基本不变；归属于DMSO中的CH3振动峰（3022cm-1、2936cm-1）在Kao-PEG中难以辨别其存在，而属于PEG（图4-30d）的CH3振动峰（2888cm-1）则明显存在于Kao-PEG中（2887cm-1）。显然，PEG分子已替代DMSO插入到高岭石层间与内表面羟基形成了氢键。Kao-PEG中的3451cm-1归属于δ（HOH）振动峰。

不同样品的低波数区红外光谱见（图4-31），DMSO分子的S＝O振动峰（1043cm-1）与CH3的振动峰（1310cm-1、1433cm-1）在Kao-DMSO中均有相应表现（1036cm-1、1319cm-1、1432cm-1），而在Kao-PEG中难以辨别其踪迹，表明经置换插层后DMSO被PEG完全置换，基本上无残留。这与高波数区红外光谱分析结果一致。Kao-PEG中的1634cm-1也归属于δ（HOH）振动峰，进一步说明Kao-PEG中存在有吸附水或插层水分子。在C—H振动带变化范围（1500～1200cm-1）内，Kao-PEG中有许多振动带与PEG相似，无明显变化，说明有吸附的PEG分子存在；增加的一些新的振动峰为插层PEG分子的振动所引起。

图4-31 高岭石、Kao-DMSO、Kao-PEG、PEG低波数区的红外光谱

（a）高岭石；（b）Kao-DMSO；（c）Kao-PEG；（d）PEG

以上分析表明，PEG通过置换Kao-DMSO中的DMSO而插入高岭石层间，形成Kao-PEG插层纳米复合物，并且吸附有少量的水分子和PEG分子。

3.高岭土-聚乙二醇插层复合物电镜分析

高岭土原样总体上为片状堆积体，板片平直，厚度较大，粉碎后的颗粒呈板状、板柱状、等粒状、似球状等，大小不一（图4-32a）。经二甲基亚砜插层后，形貌变化不太大，高岭石的板片仍清晰可见，但片层端面处的棱角钝化，层厚度减小，有别于高岭土原样（图4-32b）。聚乙二醇原样多为粒径在0.2～1mm的片状块体（图4-32c），片层可扭曲并在层片间形成空洞（图4-32d）。高岭石经聚乙二醇插层后的扫描电镜照片见（图4-32e、4-32f）。由图可见，高岭土-聚乙二醇的形貌与高岭土原样、聚乙二醇原样或高岭土-二甲基亚砜插层复合物（Kao/DMSO）有着本质的差别。用聚乙二醇插层后，高岭石片层被撑开，成径厚比非常大的二维结构，单层厚达到纳米级（50～100nm），层间孔隙增大。由于PEG20000为分子量极大的长链分子，Kao-PEG中高岭石片层的表面被或多或少的聚乙二醇（PEG）分子包覆，颗粒之间相互粘连成为较大的颗粒。当高岭石表面包覆有比较多的PEG分子时，其形貌非常奇特，高岭石片层表面的PEG分子以插层后的薄板状高岭石片层为骨架并将其片层相互连接，因此，以高岭石为骨架形成大小不等形状各异的许多孔洞（图4-32e）。当高岭石表面包覆较少的PEG分子时，Kao-PEG复合物中主要为插层高岭石板片堆积体，高岭石的板片平直，形貌清晰可见，但高岭石仍然被PEG分子连接为大的颗粒（图4-32f）。

经反应96h的高岭土-聚乙二醇复合物的透射电镜照片（图4-33a、4-33b）表明，高岭石在复合物中主要呈极薄的板片状，说明聚合物插层后，有相当一部分高岭石已剥离为层厚在纳米级的薄片。由于复合物的这种结构，显然具有纳米级的薄层和高的比表面积，使得Kao-PEG插层复合物在吸附剂、催化剂载体等方面具有潜在的应用前景。

图4-32 不同样品的扫描电镜照片

（a）kaolinite；（b）Kao-DMSO；（c）（d）PEG；（e）Kao-PEG（12h）；（f）Kao-PEG（96h）

图4-33 Kao-PEG（96h）的透射电镜照片

4.高岭土-聚乙二醇插层复合物热稳定性

Kao-PEG的加热过程比较复杂，按热失重曲线特征（图4-34）大约可分为3个阶段：0～170℃为缓慢失重阶段，曲线平缓，失重3%；170～600℃为强烈失重阶段，曲线陡峭下降，失重51%；600～1200℃为微弱失重阶段，曲线近于水平，失重4%左右。

3个阶段有不同的差热特征，第一阶段差热曲线上的68℃吸热峰归属于聚乙二醇的熔化吸热，该阶段的失重为表面吸附物的加热挥发。第二阶段最为复杂，177℃吸热峰归属于聚乙二醇的熔化与挥发；紧接其后180～344℃之间的强放热峰为有机物的燃烧，复合物大量失重伴随着强烈放热，并与400～600℃之间高岭石脱羟基吸热变化过程相重叠，致使曲线复杂化。第三阶段，差热曲线和热失重曲线均表现出缓慢变化，在600～800℃为高岭石少量脱羟基阶段，1005℃为偏高岭石晶相转变的放热反应，放热峰微弱不明显，而且，1060℃以下仍持续有少量失重，这是由于有机物脱嵌时高岭石因脱羟基片层坍塌致使部分有机物陷在片层中间，片层间有机物的存在阻碍偏高岭石转变为莫来石等的反应，导致反应进行较慢，因而随着晶格重排有机物缓慢释放。从以上分析可知，Kao-PEG复合物在低于170℃仅有聚乙二醇的熔化和少量水的挥发，因此，Kao-PEG复合物在低于170℃下稳定。

图4-34 高岭土-聚乙二醇插层复合物的热重-差热分析

所谓的分析纯等是指试剂的纯度级别，也就是作为试剂的一种含量与纯度的区别。分析纯是指做分析测定用的试剂，杂质非常少，不妨碍分析测定；化学纯是指一般化学试验用的，有较少的杂质，也不妨碍实验要求；而色谱纯是指进行色谱分析时使用的标准试剂，在色谱条件下只出现指定化合物的峰，不出现杂质峰。而且对于化学纯，分析纯，优级纯，不同的产品要求往往也不一样。

所以聚乙二醇分析纯就是较高纯度（分析纯级别）的聚乙二醇。

A、有机物轴对称，其中含有2种类型的氢原子，核磁共振氢谱中出现2组峰，故A错误；

B、有机物含有4种类型的氢原子，核磁共振氢谱中出现4组峰，故B正确；

C、有机物含有4种类型的氢原子，核磁共振氢谱中出现4组峰，故C错误；

D、有机物含有3种类型的氢原子，核磁共振氢谱中出现3组峰，故D错误；

故选B．