提到聚乙二醇,相信許多朋友都會覺得陌生。不過如果告訴大家,在我們身邊并不難找到聚乙二醇的身影,例如在化妝品、 牙膏和藥物中都少不了它,恐怕許多朋友不免要問,為什么聚乙二醇會出現(xiàn)在這些產(chǎn)品中?它有什么作用?對人體有毒嗎?那么在今天,我就為大家簡要介紹一下這種有著廣泛應(yīng)用的化合物。
性質(zhì)
聚乙二醇(polyethylene glycol,簡稱PEG)名字里有一個“聚”字,這表明它是一種高分子化合物。從圖1我們可以看到,聚乙二醇可以看作由若干個CH2CH2O不斷重復(fù)而得來??墒撬c乙二醇有什么聯(lián)系呢? 大家都知道,“醇”指的是帶有羥基(-OH)的有機化合物,我們最熟悉的醇類化合物恐怕就是乙醇了,它含有兩個碳原子,其中一個碳原子和羥基相連。如果我 們把另外一個碳原子也接上羥基,那么乙醇就變成了乙二醇。乙二醇雖然沒有它的“近親”乙醇出名,我們的日常生活中也少不了它的身影,例如汽車中使用的冷卻液就是在水與乙二醇按照一定比例混合而成。
圖1 聚乙二醇(左)和乙二醇(右)的化學(xué)結(jié)構(gòu)
現(xiàn)在讓我們來想象一下,如果兩個乙二醇分子互相發(fā)生反應(yīng)失去一分子的水會是怎樣呢?從圖2我們可以看到,原來的兩個分子就連接到一起變成一個分子。乙二醇分子上有兩個碳原子,而新形成的分子上 卻有四個碳原子,顯然分子變長了。如果再有第三個乙二醇分子過來,它還可以和這個新分子反應(yīng)失去一分子水,其結(jié)果是新分子變得更長。不過這還不算完,這個 分子還可以和第四個、第五個乃至更多的乙二醇分子反應(yīng)從而長度不斷增加,最終形成分子量少則幾百,多至上萬的高分子化合物。這也就是聚乙二醇這種高分子化 合物名字的由來。不過實際上聚乙二醇的合成主要是通過另一種小分子——環(huán)氧乙烷來實現(xiàn)的,所以聚乙二醇也時常被稱為聚環(huán)氧乙烷 (polyethylene oxide,簡稱PEO)。分子量比較低(例如幾百)的聚乙二醇通常是粘稠的液體,但分子量稍高的話它就變成了白色的固體。
功效與作用
我們?nèi)粘I钪谐R姷母叻肿踊衔锿ǔ6际遣蝗苡谒模蔷垡叶紖s在水中有很高的溶解度,這是因為它分子中的氧原子會和水分子發(fā)生比較強的相互作用,我們稱之為氫鍵。當(dāng)我們把聚乙二醇放到水中時,每個聚乙二醇分子都會和很多個水分子親密地打成一團,所以即便是分子量高達數(shù)萬的聚乙二醇分子,在水中也會很快溶解。聚乙二醇不僅極易溶于水,和許多有機化合物之間的溶解性也非常好。正是由于這個獨特的性質(zhì),聚乙二醇被廣泛應(yīng)用于各種日用化學(xué)品,例如化妝品、洗浴用品和牙膏中。
它的一個主要作用是作為溶劑或者表面活性劑,幫助化學(xué)性質(zhì)互不相同的各個組分均勻混合在一起。同時,聚乙二醇與水之間具有強烈的相互 作用,所以這些產(chǎn)品中加入的聚乙二醇有助于保持濕潤。另外,有些日化用品要求具有一定的粘度,這時候聚乙二醇又派上用場了。由于低分子量的聚乙二醇是粘稠 的液體,它們能夠顯著地增加這些日化用品的粘度。