高分子表面活性剂
表面活性剂的研究进展论文

表面活性剂的绿色化研究进展学号:201321132250姓名:王南建表面活性剂绿色化研究进展现在社会,表面活性剂的应用日益广泛,本文对现行的几种表面活性剂及其应用进行了初步的探索。
1. 脂肽生物表面活性剂自从Fleming发现微生物产生青霉素以来,微生物成为生物活性物质的一个重要来源,为天然合成化学品提供了丰富资源。
生物表面活性剂是微生物在一定条件下培养时,在其代谢过程申分泌出来的具有一定表面活性的代谢产物,如糖脂、多糖蛋白脂、脂肪、磷脂利脂肪酸中性类脂衍生物。
它们与一般表面活性剂分子在结构上类似,即在分子中不仅有脂肪烃链构成的非极性憎水基,同时也含有极性的亲水基。
生物表面活性剂的早期研究见于1946年,1965年之后,微生物对烃类乳化机制的研究引起人们的关注。
微生物产生的表面活性剂是微生物提高石油采收率的重要机制之一。
用微生物生产表面活性剂成为生物技术领域中的一个新课题。
1968年,Arima等首次发现枯草芽胞杆菌株(Bacillus subtilis)产生的是脂肽类表面活性剂,呈晶状,商品名为表面活性素(surfactin),这类表面活性剂主要含:伊枯草菌素(Iturilns),杆菌霉素(Bacillomycin),芬荠素(Fengycin)和表面活性(Surfacin)等,其中surfactin的表面活性最强,是迄今报道的效果最好的生物表面活性齐之一。
脂肽分子由亲水的肽键和亲油的脂肪烃链两部分组成,由于其特殊的化学组成和两亲型分子结构,脂肤类生物表面活性剂在医药、微生物采油、环境治理等领域有重要的应用前景。
目前发现的脂肽类生物表面活性剂有数十种。
2. 高分子表面活性剂高分子表面活性剂通常指分子量大于1000、具有表面活性的物质。
减小两相界面张力的大分子物质皆可称为高分子表面活性剂。
高分子表面活性剂具有分散、凝聚、乳化、稳定泡沫、保护胶体、增溶等能力,毒性小,可用作胶凝剂、减阻剂、增粘剂、絮凝剂、分散剂、乳化剂、破乳剂、增溶剂、保湿剂、抗静电剂、纸张增强剂等。
表面活性剂的分类

表面活性剂的分类根据分子组成特点和极性基团的解离性质,将表面活性剂分为离子表面活性剂和非离子表面活性剂。
根据离子表面活性剂所带电荷,又可分为阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和两性离子表面活性剂。
一些表现出较强的表面活性同时具有一定的起泡、乳化、增溶等应用性能的水溶性高分子,称为高分子表面活性剂,如海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、聚乙烯醇、聚维酮等,但与低分子表面活性剂相比,高分子表面活性剂降低表面张力的能力较小,增溶力、渗透力弱,乳化力较强,常用做保护胶体。
一、离子表面活性剂(一)阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂起表面活性作用的部分是阴离子。
1.高级脂肪酸盐系肥皂类,通式为(RCOO-)nMn+。
脂肪酸烃链R 一般在C11~C17之间,以硬脂酸、油酸、月桂酸等较常见。
根据M的不同,又可分碱金属皂(一价皂)、碱土金属皂(二价皂)和有机胺皂(三乙醇胺皂)等。
它们均具有良好的乳化性能和分散油的能力,但易被酸破坏,碱金属皂还可被钙、镁盐等破坏,电解质可使之盐析。
一般只用于外用制剂。
2.硫酸化物主要是硫酸化油和高级脂肪醇硫酸酯类,通式为R·O·SO3-M+,其中脂肪烃链R在C12~C18范围。
硫酸化油的代表是硫酸化蓖麻油,俗称土耳其红油,为黄色或桔黄色粘稠液,有微臭,约含48.5%的总脂肪油,可与水混合,为无刺激性的去污剂和润湿剂,可代替肥皂洗涤皮肤,也可用于挥发油或水不溶性杀菌剂的增溶。
高级脂肪醇硫酸酯类中常用的是十二烷基硫酸钠(SDS,又称月桂醇硫酸钠、SLS)、十六烷基硫酸钠(鲸蜡醇硫酸钠)、十八烷基硫酸钠(硬脂醇硫酸钠)等。
它们的乳化性也很强,并较肥皂类稳定,较耐酸和钙、镁盐,但可与一些高分子阳离子药物发生作用而产生沉淀,对粘膜有一定的刺激性,主要用做外用软膏的乳化剂,有时也用于片剂等固体制剂的润湿剂或增溶剂。
3.磺酸化物系指脂肪族磺酸化物和烷基芳基磺酸化物等。
通式分别为R·SO3-M+和RC6H5·SO3-M+。
高分子表面活性剂在表面施胶中的应用

摘要:表面活性剂在造纸中有很大的应用,例如在制浆、湿部、脱墨、涂布加工等方面。
本文主要综述了几种主要的高分子表面活性剂如:阳离子淀粉,AKD 专用高分子表面活性剂,壳聚糖,聚乙烯醇,羧甲基纤维素等在表面施胶中的应用。
关键词:造纸、高分子表面活性剂、表面施胶。
表面施胶也叫纸面施胶,纸页形成后在半干或干燥后的纸页或纸板的表面均匀涂上胶料。
施胶剂分松香型和非松香型两大类,非松香型施胶剂主要用于表面施胶。
常用的表面施胶剂含有疏水基和亲水基,因此广义地说都是表面活性剂。
表面施胶剂主要有变性淀粉、聚乙烯醇(PVA)、羧甲基纤维素(CMC)和聚丙烯酰胺(PAM)等。
可根据不同的需要选择不同的表面活性剂,如:提高抗水性,可用AKD、分散松香、石蜡、硬脂酸氯化铬、苯乙烯马来酸酐共聚物及其他合成树脂胶乳等;提高抗油性,可加入有机氟化合物,如全氟烷基丙烯酸酯共聚物,全氟辛酸铬配合物,全氟烷基磷酸盐等;增加防黏性,可加入有机硅树脂;改善印刷性能,主要用变性淀粉、CMC、PVA等[1];改进干湿强度,可加入PAM、变性淀粉等;改善印刷光泽度和印刷发色性,主要用CMC、海藻酸钠、甲基纤维素、氧化淀粉等。
为了提高表面施胶效果,通常采用两种或几种表面活性剂共用的方法。
1. 淀粉是一种天然高分子化合物,它是一种重要的表面施胶剂和纸张增强剂。
在造纸工业中,薯类淀粉使用效果较好。
天然未改性的淀粉粘度较高,流动性差,容易凝聚,用水稀释后易沉淀,故在表面施胶中常用各种改性淀粉。
改性淀粉在较高浓度时仍有较低的粘度,并保持良好的溶解性、粘着力和成膜性能。
用于表面施胶的改性淀粉主要有氧化淀粉、阳离子淀粉、阳离子型磷酸酯淀粉、羟烷基淀粉、双醛淀粉、乙酸酯淀粉、酸解淀粉。
以下主要介绍阳离子淀粉。
阳离子淀粉通常是指淀粉在一定条件下与阳离子试剂反应制得的产物,阳离子试剂主要有叔胺盐类和季铵盐类阳离子试剂。
阳离子淀粉还可以通过淀粉与阳离子型乙烯基单体通过自由基共聚法制得。
表面活性剂分类

表面活性剂的分类姓名:黄朋学号: 2012G0303006 1、高分子表面活性剂:离子分类亲水基高分子表面活性剂天然系半合成系合成系阴离子型羧酸基海藻酸钠果胶酸钠腐植酸钠咕吨树胶羧甲基纤维素羟甲基淀粉丙烯酸接枝淀粉水解丙烯腈接枝淀粉丙烯酸共聚物马来酸共聚物水解聚丙烯酰胺磺酸基木质素磺酸盐铁铬木质素磺酸盐缩合萘磺酸盐聚苯乙烯磺酸盐硫酸酯基缩合烷基苯醚硫酸酯阳离子型胺基壳聚糖阳离子淀粉氨基烷基丙烯酸酯共聚物聚乙烯苯甲基三甲铵盐季铵盐两性型胺基、羧基等水溶性蛋白质类非离子型多元醇及其他淀粉淀粉改性产物甲基纤维素乙基纤维素羧乙基纤维素聚乙烯醇聚乙烯基醚EO加成物聚乙烯吡咯烷酮2、离子分类:阴离子型表面活性剂离子型表面活性剂阳离子型表面活性剂表面活性剂非离子型表面活性剂两性表面活性剂特殊表面活性剂阴离子型表面活性剂:羧酸盐型、磺酸盐型、硫酸酯盐型、磷酸酯盐型等阳离子表面活性剂:脂肪胺盐、烷基咪唑啉盐、烷基吡啶盐、β—羟基胺等两性表面活性剂:从广义上讲,分子结构中含有两种及两种以上极性基团的表面活性剂,均可称为两性活性剂。
可将其分为:非离子-阴离子型;非离子-阳离子型;阴离子-阳离子型;非离子-阳离子-非离子型。
这类表面活性剂具有许多独特的性质。
例如,对皮肤的低刺激性,具有较好的抗盐性,且兼备阴离子型和阳离子型两类表面活性剂的点,既可用作洗涤剂、乳化剂,也可用作杀菌剂、防霉剂和抗静电剂。
因而,两性离子表面活性剂是近年来发展较快的一类。
非离子型表面活性剂:这类表面活性剂溶于水后不发生解离,其极性基部分大多为氧乙烯基、多元醇和酰胺基。
类型:酯型;醚型;胺型;酰胺型;混合型(Tween)酯醚型等。
特殊表面活性剂:以碳氟链为疏水基的表面活性剂,简称为氟表面活性剂,如全氟辛酸。
这类活性剂具有极高的表面活性,不仅可以使水的表面张力降至20 mN.m-1以下,而且能降低油的表面张力。
其化学性质极其稳定,具有抗氧化、抗强酸和强碱及抗高温等特性。
表面活性剂的分类方法

表面活性剂的分类方法表面活性剂的分类方法有以下几种:1、按表面活性别在水溶液中能否解离及解离后所带电荷类型分为非离子型、阴离子型、阳离子型和两性离子性;2、按表面活性剂在水和油中的溶解性可分为水溶性和油溶性表面活性剂;3、按分子量分类,可将分子量大于104者称为高分子表面活性剂,分子量在103~104者称为中分子量表面活性剂及分子量在102~l03者称为低分子量表面活性剂。
在这些分类方法中常用的是按表面活性剂在水溶液中能否解离及解离后所带电荷类型来分类。
1、阴离子表面活性剂阴离子型表面活性既是具有阴离子亲水性基团的表面活性剂。
它们在整个表面活性剂生产中占有相当大的比重,据统计,世界表面活性剂总产量的40%属于这一类2、阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂正好与阴离子表面活性剂结构相反。
如图所示,其亲水基一端是阳离子,故常称之为“逆性肥皂”或“阳性皂”。
阳离子表面活性剂水溶液,大多呈酸性。
而阴离子表面活性剂水溶液,一般为中性或碱性,与前者正好相反。
这是因为在中和时,各自的酸碱强度不同而造成的。
3、两性表面活性剂广义地说,所谓两性表面活性剂,是指同时具有两种离子性质的表面活性剂。
然而,通常所说的两性表面活性剂,是指由阴离子和阳离子所组成的表面活性剂。
换言之,单就两性表面活性剂结构来讲,在憎水基一端既有阳离子(+)也有阴离子(-),是两者结合在一起的表面活性剂甜菜碱型表面活性剂两性表面活性剂主要由氨基酸型和甜菜碱型两类其中的甜菜碱型表面活性剂,加水能呈透明溶液,泡沫多去污力好。
可看成是两性表面活性剂的代表。
甜菜碱型两性表面活性剂与氨基酸型两性表面活性剂最大的差别是前者无论是在酸性、中性或碱性都易溶于水。
即使在等电点也无沉淀,且在任何pH值时均可使用。
4、非离子型表面活性剂非离子型表面活性剂在水溶液中不电离,其亲水基主要是由具有一定数量的含氧基团成。
正是这一特点决定了非离子型表面活性剂在某些方面比离子型表面活性剂优越。
高分子表面活性剂的分类、特征及应用

高分子表面活性剂的分类、特征及应用摘要:概述了高分子表面活性剂的分类、性质、合成方法及应用,分析了其应用前景,旨在通过对高分子表面活性剂相关内容的综述和介绍,让更多的人认识和了解高分子表面活性剂。
关键词:高分子表面活性剂;分类;应用高分子表面活性剂是相对一般常言的低相对分子质量表面活性剂而言讲的,通常指相对分子质量大于1000且具有表面活性功能的高分子化合物,也有说法认为,高分子表面活性剂是指分子量达到某种程度以上(一般为103~106) 又一定表面活性的物质[5],虽然,高分子表面活性剂分子量,甚至,高分子物质分子分子量到底多大并没有严格的界限,但总之,高分子表面活性剂相比低分子表面活性剂其分子量要大很多。
和低分子表面活性剂一样,高分子表面活性剂由亲水部分和疏水部分组成。
1951年施特劳斯把结合有表面活性官能团的聚1-十二烷基-4-乙烯吡啶溴化物命名为聚皂从而出现了合成高分子表面活性剂。
1954年美国Wyandotte公司报到了合成聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物非离子高分子表面活性剂此后具有高性能的各种高分子表面活性剂相继开发。
高分子表面活性剂具有分散、凝聚、乳化、稳定泡沫、保护胶体、增溶等性质,被广泛用作胶凝剂、减阻剂、增粘剂、絮凝剂、分散剂、乳化剂、破乳剂、增溶剂、保湿剂、抗静电剂、纸张增强剂等[1]。
因此高分子表面活性剂近年来发展迅速,目前,已成为表面活性剂的重要发展方向之一。
1.高分子表面活性剂的分类高分子表面活性剂可根据在水中电离后亲水基所带电荷分为阴离子型、阳离子型、两性离子型和非离子型四类高分子表面活性剂。
如阴离子型的高分子表面活性剂有聚甲基丙烯酸钠、羧甲基纤维素钠、缩合萘磺酸盐、木质素磺酸盐、缩合烷基苯醚硫酸脂等。
阳离子型的高分子表面活性剂有氨基烷基丙烯酸酯共聚物、改型聚乙烯亚胺、含有季胺盐的丙烯酸酰胺共聚物、聚乙烯苯甲基三甲铵盐等。
两性离子型的高分子表面活性剂有丙烯酸乙烯基吡啶共聚物、丙烯酸一阳离子丙烯酸酯共聚物、两性聚丙烯酰胺等。
高分子表面活性剂

1
一、高分子表面活性剂简介
主
二、高分子表面活性剂结构与ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ能
要
三、高分子表面活性剂的分类
内
四、高分子表面活性剂的合成
容
五、高分子表面活性剂的应用
一、高分子表面活性剂简介
通常是某种物质当它溶于水中即使浓度 很小时,能显著降低水同空气的表面张力, 或同其它物质的界面张力,则该物质称为表 面活性剂
胶束浓度(CMC)
表面活性剂浓度和活动情况关系图
7
二、高分子表面活性剂的结构与性能
棒状 球状
片状
层状
8
二、高分子表面活性剂的结构与性能
乳化作用: 指将一种液体的细小颗粒分散于另一种不相溶的液 体中,所得到的分散体系被成为乳液。
泡沫作用: 泡沫实际是气结体论分:散表于面液活体性中剂的水分溶散液体其系,泡沫的 形成涉及起泡和稳泡两个浓因度素只。有稍高于其CMC值 分散作用: 增加固体粒子时在,溶才液能中充的分分显散示分其散作稳用定。性问题。
五、高分子表面活性剂的应用
4.2在石油工业中的应用 驱油剂:利用高分子表面活性剂如(超高分子量聚丙烯
酰胺)能够充分解决石油开采过程中由于原油中的胶质 、沥青质、蜡等重质成份的析出在地层中沉积成垢的堵 塞。大致每用1kg驱油剂可以多出原油10桶,在三次采油 中应用前景广阔。 破乳剂 压裂液 稠油降粘剂 钻井用化学剂 油田水处理剂
四、高分子表面活性剂的合成
3.高分子化学反应 通过化学反应的方法在聚合物上引入疏水基或亲水基 。 优点:直接用已商品化的聚合物作起始原料, 得到的产物 相对分子量较高。 缺点:反应通常需要在高粘度的聚合物溶液中进行。
例如:将常用的 PVA(聚乙烯醇)完全醇解或部分醇解 后与氯代烷或醇进行醚化反应可得到具有表面活性的 PVA 。
新型高分子表面活性剂-聚乙二醇6000双硬脂酸酯

新型高分子表面活性剂-聚乙二醇6000双硬脂酸酯聚乙二醇6000双硬脂酸脂(以下简称PEG6000DS),化学结构为:R-CO-(OCH2CH2)。
-O-OC-R.其中R=C17H15,n =140~150。
它是近几年发展起来的新型高分子非离子表面活性剂,因其用于香波,裕剂等配方,能提高粘度,降低盐量,具有较强的乳化、分散作用及对乳液的稳定作用,同时对头发有一定的调理作用,故在国外普遍受到人们的重视,在国内也巳逐渐被接受。
PEG6000DS的分子由疏水-亲水-疏水部分组成,它在稀表面活性剂水溶液中形成三元水合网,将表面活性剂胶束围在其中,胶束由球状转变成捧状,从而使粘度增加。
PEG6000DS的合成主要有两条途径.其-是直接酯化法,即用PEG 6000与硬脂酸直接进行酯化反应.其二是酯交换法,即硬脂酸甲脂与PEG 6000通过酯交换脱去甲醇.PEG 6000DS 外观为黄白色薄片固体。
活性物含量98%~100%。
一般理化性能见表1。
PEG 6000DS是酯类非离子表面活性剂,因为酯键的化学特性,故不宜在强酸或强碱条件下使用.一般在pH5~8范围内比较稳定,在高温下也容易破坏酯键,故也不宜长期在较高温度下使用。
室温下PEG 6000DS在水和醇中的溶解性较差,但可溶于热的水和醇中.故使用时一般先用15~20倍的大于80℃的水或2倍40℃~50℃的甲醇溶解,然后用水稀释至所需浓度.因为它作为添加剂加入香波或其它配方,一般不超过百分之几,故它的溶解性不是很大的问题.PEG 6000DS水溶液的粘度随温度不同而不同,温度高时粘度降低.在香波的基本配方中(AES,10%;6501;3%,NaCl:1.0%),加入不同浓度的PEG6000DS,香波的粘度变化情况见图1.图中AES,6501为日本LION公司产品,PEG6000DS为广州道明化学公司产品DM-638,粘度用上海天平仪器厂NDJ-1型旋转粘度计.以下同.由图可以看出,随着PEG6000DS的浓度增加,香波的粘度增加开始较平缓,后急剧增加。
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《功能高分子材料》课程报告题目高分子表面活性剂的研究进展专业学生授课报告日期高分子表面活性剂的研究进展摘要:高分子表面活性剂具有许多低分子所没有的优良特性,在很多工业领域中都得到了应用。
本文主要介绍了各类高分子表面活性剂,综述了目前的3种先进的合成方法及其在各种工业领域中的应用;最后指明了未来高分子表面活性剂的发展趋势。
关键词:高分子表面活性剂,表面张力,Abstract:Polymetric surfatants are superior to small-molecule surfatants due to some unique characteristics,applied in lots of industrial fields. This paper mainly introduced the species and application of polymetric surfatants,then summarized 3 advanced met hods of synthesis. Finally,the trend of development was talked about.Key word: polymetric surfatants,Surface tension一、引言分子中具有亲水基与疏水基,能富集(吸附)于表面,使界面性质发生显著改变并出现界面活性的物质称为表面活性剂,目前使用的表面活性剂多为分子量在几百的低分子表面活性剂,随着各个工业领域的拓展,特别是石油化工的高速发展,要求表面活性剂多样化和高性能化,出现了许多低分子表面活性剂无法解决的问题。
通常将分子量在103以上表面活性剂称为高分子表面活性剂,有时也叫双亲性聚合物。
1950年Stauss合成第一种高分子表面活性剂——聚1—十二烷—4—乙烯吡啶溴化物并命名为聚皂;1954年美国Wyandotte公司发表了第一种商品化高分子表面活性剂的报道。
以后,各种合成高分子表面活性剂相继开发并应用于石油开采、涂料工业、日用化学、医药等领域[1]。
高分子表面活性剂由于分子量高,它具有低分子表面活性剂所没有的一些特性,如良好的分散力、凝聚力、稳泡力、乳化和增稠力;毒性小,有良好的保护胶体和增溶能力,优良的成膜性及粘附性能,在各个工业部门被广泛用作胶乳稳定剂、增稠剂、破乳剂、防垢剂、分散剂、乳化剂和絮凝剂等,其中的许多应用是低分子表面活性剂难以替代的。
二、高分子表面活性剂的种类在实际应用中,高分子表面活性剂的数量十分庞大。
但按来源分类可分为三类:天然高分子表面活性剂和合成高分子表面活性剂,前者包括改性高分子表面活性剂。
此外按离子分类,可分为阴离子型、阳离子型、两性型和非离子型四种高分子表面活性剂[2]。
下面主要介绍这四种活性剂。
2.1阴离子型高分子表面活性剂阴离子型高分子表面活性剂包括羧酸型、磺酸型、硫酸酯型和磷酸酯型。
如:聚丙烯酸盐、羧甲基纤维素羧基改性聚丙烯酰胺高分子表面活性剂就属于羧酸型。
缩合萘基苯磺酸盐、木质素磺酸盐、聚苯乙烯磺酸盐高分子表面活性剂就属于磺酸型。
2.2阳离子型高分子表面活性剂阳离子型高分子表面活性剂包括胺型和季铵盐型。
如:氨基烷基丙烯酸酯共聚物、改性聚乙撑亚胺高分子表面活性剂就属于胺型,含季铵盐基的丙烯酰胺共聚物、聚乙烯基苄基三甲胺盐高分子表面活性剂就属于季铵盐型。
2.3非离子型高分子表面活性剂非离子型高分子表面活性剂包括聚乙烯醇类(PVA)、聚醚类、纤维素类、聚酯类和糖基类等。
近年来,合成糖基为亲水基的高分子表面活性剂被广泛研究。
因为它们取自天然的可再生资源,与环境兼容性好,对皮肤温和,具有良好的起泡力,可在个人护理用品、家用洗涤剂和餐洗剂中用作辅助表面活性剂。
糖基类高分子表面活性剂大体分为糖基位于侧链和糖基位于主链两种。
如以聚苯乙烯为亲油基在侧链引八麦芽糖、葡萄糖等糖类亲水基,所得高分子表面活性剂既溶于水又溶于有机溶剂,在水中能形成胶束,能使与一些糖类结合着的卵磷脂凝聚,能吸收溶在水中的有机颜料。
2.4两性高分子表面活性剂两亲性高分子表面活性剂有氨基酸型和甜菜碱型,也有通过复配而制得的两性高分子表面活性剂。
表面活性剂的复配技术已广泛用于化妆品、洗涤、制药等行业中。
两种或多种具有协同效应的表面活性剂复配,常常会带来单一品种表面活性剂所不具有的某些特性。
三、高分子表面活性剂的合成3.1由表面活性单体制备高分子表面活性剂表面活性剂单体一般由可聚合的反应基团(双键、三键、胺基、羟基、环氧基等)、亲水基团(链段)及亲油基团(链段)组成,含有重复单元的两亲性表面活性剂单体即为表面活性大单体。
很多离子型高分子表面活性剂可溶于水或盐中,有较好的表面活性和增溶乳化作用,两性离子单体还可用于无皂乳液聚合等[3]。
典型的非离子型表面活性单体有甲基丙烯酸聚氧化乙烯醋、聚氧化乙烯基苯乙烯。
这类单体与甲基丙烯酸低碳醇醋、苯乙烯的共聚物质量分数为1%水溶液的表面张力为63-65N/ m(25℃),CMC(临界胶团浓度)为10-15mol/L,丙烯酸胺、丙烯酸聚氧化乙烯醋大单体与第三种单体共聚得到的高分子表面活性剂,与低分子表面活性剂相近,但具有高粘度及其他特点。
3.2由亲水/疏水性单体共聚制备高分子表面活性剂采用阴离子聚合或开环聚合法可得到含亲水/疏水链段的嵌段型高分子表面活性剂。
亲水链段可以是聚氧乙烯、聚乙烯亚胺等;疏水链段有聚氧丙烯、聚氧丁烯、聚苯乙烯、聚硅氧烷等。
此类共聚物具有良好的乳化性能,但高分子量的两嵌段或三嵌段共聚物降低表面(界面)张力的能力十分有限,其原因可能是大分子疏水链段在水溶液中易缔合,可形成以亲水链段为外壳、疏水链段为脱水内核的胶束,致使疏水链段不能在界面形成有效的覆盖。
多嵌段共聚物如氧乙烯-氧丙烯多嵌段共聚物(商品Pluronics),其疏水性氧丙烯链段为亲水性氧乙烯链段所间隔而分布于整个分子链上,不易形成缔合,增大了大分子链向界面迁移的能力,呈现较高的表面活性。
氧乙烯-硅氧烷嵌段共聚物是一个例外,其0.1%水溶液的表面张力最低达20.4 mN/m(20℃),表面活性优于低分子表面活性剂[3]。
3.3由大分子化学反应制备高分子表面活性剂在高分子化合物中引入亲水或疏水基团以修正其亲水一疏水性,可得到各类型的高分子表面活性剂。
聚丁二烯、聚乙戊二烯通过三氧化硫磺化反应可得到相对分子质量为(1.0~6.6)×l04的水溶性高分子表面活性剂,质量分数为0.50%的水溶液表面张力为38mN/m(20℃)。
烷基酚与甲醛缩合物再与氧乙烯反应制得的高分子表面活性剂,CMC下的表面张力为23mN/m(52℃)。
将对烷基酚与甲醛缩合所得的线性高分子与环氧乙烷加成,得到水溶性非离子表面活性剂,将该非离子表面活性剂硫酸化,可得到阴离子型高分子表面活性剂。
聚丁二烯、聚异戊二烯通过三氧化硫磺化反应,可得到阴离子型高分子表面活性剂。
聚乙烯吡啶季铵化后可得到阳离子型高分子表面活性剂。
四、高分子表面活性剂的应用4.1高分子表面活性剂在造纸方面的应用高分子表面活性剂由于具有很好的分散、絮凝、增溶、乳化稳泡、增稠、成膜和黏附等作用,在改进纸张性能,提高造纸机效率等方面有着非常独特的重要作用。
近年来越来越受到造纸工作者的重视。
高分子表面活性剂可作为松香乳化剂如硬脂酸聚氧乙烯酯,丙烯酸二乙胺基酯/丙烯酰胺共聚物、二甲胺基甲基丙烯酰胺/丙烯酸共聚物等,对于松香有很好的分散效果。
乳液型的丙烯酸酯类单体的共聚物作为乳化剂亦有理想的分散效果。
有些阳离子表面活性剂本身也是施胶剂,如阳离子聚酰胺环氧氯丙烷等。
高分子表面活性剂还可作为浆内施胶剂、表面施胶剂、涂布颜料分散剂、废纸脱墨助剂、助留助滤剂、树脂控制剂、废水絮凝剂、抗油抗水剂、纸张柔软剂、造纸消泡剂和污垢分散剂应用于造纸工业。
也可用作纸张助留剂、助游剂,能极大地提高成品纸质量,节约成本,提高造纸厂的生产能力[4]。
4.2高分子表面活性剂在制药方面的应用高分子表面活性剂作为药物制剂辅料,在传统剂型(如片剂、乳剂、液体制剂等)和新剂型(膜剂、脂质体、微球泵片、滴丸共沉物)中均有广泛的应用。
高分子表面活性剂的特殊性质,使其在各类药物中能够同时发挥润湿、乳化、增溶等作用,同时又根据剂型的不同,其作用各有侧重。
如高分子表面活性剂作为助悬剂,是保持混悬剂物理稳定性的重要辅料之一,它在两相界面形成溶剂化膜和相同电荷,使混悬剂微粒稳定,同时它还能降低分散相和溶剂间的界面张力,以利于疏水性药物润湿和分散。
如以羟丙基甲基纤维素(HPMC)为助悬剂制备布洛芬混悬剂,经Hakke黏度测定仪测定为假塑性流体其药物含量稳定[5]。
4.3高分子表面活性剂在采油方面的应用高分子表面活性剂是一类可用于石油开采的新材料。
利用高分子表面活性剂既有增粘能力,又能降低油水界面张力的特性,提高波及系数与驱油效率,解决聚合物表面活性剂复合驱体系的色谱分离效应问题。
国外已有类似共聚物的报道,但分子量不高,增粘能力不强。
实验室已开展的大量研究工作表明,高分子表面活性剂可使油水界面张力降至10~2mN/m,有5种高分子表面活性剂的复合体系能使油水界面张力降至10~3mN/m的超低值。
为了能将这种具有自主知识产权的新材料尽快推向工业应用,需要进一步投入力量进行研究和开发[6]。
五、总结随着材料工业的发展,对高分子表面活性剂的需求必将日趋旺盛,人们对高分子表面活性剂的研究也在不断深人,开发新的品种和新的合成方法也是当前研究的热点。
尽管在解决高分子表面活性剂同时具有高摩尔质量和高表面活性的问题上已有一定进展,但由于对结构和性能的关系认识不够,涉及物理化学性质的大分子水溶液体系又非常复杂,溶液性质的研究皆采用非水体系或摩尔质量低于1×104的大分子表面活性剂水溶液体系,到目前为止具有超高分子量和高表面活性的高分子表面活性剂这一领域的研究仍然进展缓慢。
因此研究其结构与性能的关系,重视新型高分子表面活性剂的研究与开发,合成高摩尔质量(高赫度)、高表面活性的两亲高分子化合物,具有重要的理论和应用价值。
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