高分子表面活性剂综述
表面活性剂的介绍与分析方法
表面活性剂的介绍与分析方法摘要：近年来，随着石油化工的高速发展，为表面活性剂的合成提供了丰富的原料，是表面活性剂的产量和品种迅速增长，成为国民经济的基础工业之一。
由于表面活性剂具有润湿、乳化、分散、增溶、起泡、消泡、均染、洗涤、抗静电、防腐、杀菌等一系列独特的作用和功能，表面活性剂对改进生产工艺、提高产品质量、降低成本、节约能源、提高生产率、增加附加值等方面发挥了巨大作用，因此有“工业味精”和“工业催化剂”之称。
关键字：表面活性剂；一、简介自然界存在着大量既亲水又亲油的所谓“两亲性”分子。
这类物质通常都具有亲水性链段和亲油性链段两个部分，从而使其具有“两亲”功能。
1930年Freundlich 将加入少量时就能使水的表面张力或者液-液界面张力大为降低的两亲物质称作表面活性剂。
随着人们对这种“两亲”结构物质研究的深入，表面活性剂这一概念从降低表面张力这一表面现象扩展到所有表面性能上，将少量使用即可使表面或界面的一些性质（如乳化、增溶、分散、渗透、润湿）发生显著变化的物质都叫表面活性剂。
近年来，随着石油化工的高速发展，为表面活性剂的合成提供了丰富的原料，是表面活性剂的产量和品种迅速增长，成为国民经济的基础工业之一。
由于表面活性剂具有润湿、乳化、分散、增溶、起泡、消泡、均染、洗涤、抗静电、防腐、杀菌等一系列独特的作用和功能，表面活性剂对改进生产工艺、提高产品质量、降低成本、节约能源、提高生产率、增加附加值等方面发挥了巨大作用，因此有“工业味精”和“工业催化剂”之称。
随着经济和科学技术的发展，表面活性剂的应用领域从日用化学工业扩展到食品、农业、环保、医药、石油加工、采矿等一切生产及技术领域。
值得一提的是，两亲分子的设计赋予表面活性剂新的功能及应用，成为解决许多实际问题的钥匙。
二、特点及分类1常见表面活性剂的种类任一种表面活性剂的分子都是由两种不同性质的基团所组成，非极性的亲油基团和极性的亲水基团。
也就是说，表面活性剂既具有亲水性，又具有亲油性，形成一种所谓“两亲结构”的分子，如图1-1所示。
表面活性剂研究进展
表面活性剂最新研究进展人类的日常生活，各类生产活动，多种科学和技术的进步对表面活性剂品种和性能提出越来越高的要求，促使表面活性剂科学不断发展，迄今方兴未艾，表面活性剂已经深入到生命起源以及膜材料、纳米材料、对映体选择性的反应等各个领域中，设计新的有特殊用途和应用价值的表面活性分子仍不断受到人们的关注。
新的功能型表面活型剂与附加的官能基团的性质和位置有密切关系，对传统的表面活性剂分子结构的修饰会导致其结构形态有很大的变化，近几年国内外的相关研究单位在表面活性剂领域的最新研究进展主要有以下方面。
一、高分子表面活性剂高分子表面活性剂的合成成为近年来表面活性剂合成研究的热点课题之一。
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。
它像低分子表面活性剂一样，由亲水部分和疏水部分组成。
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，广泛应用作胶凝剂、减阻剂、增黏剂、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。
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。
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、缩合烷基苯醚硫酸酯等。
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-阳离子丙烯酸酯共聚物、两性聚丙烯酰胺等。
非离子型的高分子表面活性剂有羟乙基纤维素、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧乙烯类共聚物等。
阳离子型的高分子表面活性剂有聚烯烃基氯化铵阳离子表面活性剂、亚乙基多胺与表氯醇共聚季铵盐、淀粉或纤维素高取代度季铵盐、多聚季铵盐、聚多羧基季铵盐等开发低廉、无毒、无污染和一剂多效的高分子表面活性剂将是今后高分子表面活性剂的研究趋势。
表面活性剂
洗涤用表面活性剂的类型原则上讲，凡是能降低表面张力的物质都具有表面活性。
而表面活性剂则是指能显著降低溶剂(一般为水)表面张力和液-液界面张力并具有一定结构、亲水亲油特性和特殊吸附性能的物质。
表面活性剂具有亲水亲油的特性，易于吸附、定向于物质表面(界面)，而表现出能降低表面(界面)张力、渗透、润湿、乳化、分散、增溶、发泡、消泡、洗涤、杀菌、润滑、柔软、拒水、抗静电、防腐、防锈等一系列性能。
表面活性剂用途广泛，涉及方方面面。
从合成洗涤剂、化妆品、食品工业，乃至纺织工业、皮革工业、橡胶、塑料工业、土木建筑业、涂料、油墨工业、金属加工工业、石油、燃料工业、采矿业、煤炭工业、造纸工业、农林业以及医疗卫生、环境保护等部门都广泛使用表面活性剂，以改进生产工艺、提高产品质量、增加产量、降低消耗、节约能源、提高生产效率及改善生产环境等。
从结构看，所有的表面活性剂都是由极性的亲水基和非极性的亲油基两部分组成。
亲水基与水分子作用，使表面活性剂分子引入水；而亲油基与水分子相排斥，与非极性或弱极性溶剂分子作用，使表面活性剂分子引入油(溶剂)。
表面活性剂分子的亲油基一般是由烃基构成的，而亲水基则由各种极性基团组成，种类繁多。
因此，表面活性剂在性质上的差异，除与烃基的大小和形状有关外，主要与亲水基团的类型有关。
亲水基团在种类和结构上的改变远比亲油基团的改变对表面活性剂性质的影响要大，所以，表面活性剂一般以亲水基团的结构为依据来分类。
按亲水基是否荷电将表面活性剂分为离子型和非离子型两大类。
离子型表面活性剂的分子在水中能电离，形成带正电荷、带负电荷或者同时既带正电荷又带负电荷的离子。
带正电荷的称为阳离子表面活性剂；带负电荷的称为阴离子表面活性剂。
既带正电荷又带负电荷的则称为两性表面活性剂。
非离子型表面活性剂分子在水中不电离，呈电中性。
表面活性剂的相对分子质量一般为几百至几千，而几千至几万以上的则称为高分子表面活性剂。
表面活性剂有的是从天然物质提取制得的，有的是化学合成制备的，前者称为天然表面活性剂(以区别于后者)。
表面活性剂解析
表面活性剂：是一种加入很少即能明显降低溶剂（通常为水）的表面（或界面张力），改变物系的界面状态，能够产生润湿、乳化、起泡、憎溶及分散等一系列作用，从而达到实际应用的要求的精细化学品。
在结构上至少存在亲水基和疏水基两种基团，一个分子中可以同时存在多个亲水基，多个疏水基。
分类：（1）按离子类型分类：1）非离子型表面活性剂2）离子型表面活性剂：阴离子、阳离子、两性（2）按表面活性剂的特殊性分类：碳氟表面活性剂、含硅表面活性剂、高分子表面活性剂、生物表面活性剂、冠醚型表面活性剂。
常见阴离子、阳离子、两性表面活性剂的中英文名、简写及结构（1）阴离子：十二烷基苯磺酸钠：Sodium dodecyl benzene sulfonate （SDBS 或LAS）弧比一 3 Na（2）阳离子：苄基三甲基氯化铵:Benzyltrimethylammonium Chloride （TMBAC ）（3）非离子：脂肪醇聚氧乙烯醚：Primary Alcobol Ethoxylate （AE 或AEO）R-O-（CH2CH2O） n-H（4）两性：十二烷基甜菜碱：Dodecyl dimethyl betaine （BS-12）C12H25-N+（CH3）2CH2COO-阴离子表面活性剂的合成：（1）烷基苯磺酸盐——烷基芳烃的生产过程:a•以烯烃为烷基化试剂合成长链烷基苯: 反应历程：（质子酸做催化剂）R—CH = CH2 + H+ = R- + CH —CH3（以AlCl3作催化剂）HCl + AICI3 = H S +—Cl S - • AICI3RCh k CH2 + H S +—Cl S - • AlCl3 = R — + CH- CH V AICI4 —之后反应：R-CH-CH3 +b. 以氯代烷为烷基化试剂、三氯化铝为催化剂合成长链烷基苯：R a + AlCh R- 匸二 ft AICU或 RCHCH 2CH 2SO 3NaOHRCH J CH^CH J(3)氧磺化法生产烷基磺酸盐:(4)氯磺化法制备烷基磺酸盐：RH + SO2 + CI2 f RSO2CI + HCI TRSO2CI + 2NaOH f RSO3Na + H2O + NaCIRCH2CH^CH 2 I so 3NaOhlRCH=CHCH 2SO^JaNaOHRCHOH(CH 2h_3SO3NaRCH2CH3 + SO 2 + 扌。
表面活性剂概述PPT课件
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课程简介
包括：表面活性剂概述、表面活性剂作 用原理、表面活性剂的功能与应用、 阴离子表面活性剂、阳离子表面活性 剂、两性表面活性剂、非离子表面活 性剂、特殊类型的表面活性剂、表面 活性剂的复配
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第一章 表面活性剂概述
主要内容 表面活性剂的分类 表面活性剂的国内外发展状况
掌握：表面活性剂的定义、分类方法； 了解表面活性剂的发展状况
样一类物质，在加入量很少时即能明 显降低溶剂（通常为水）的表面（或 界面）张力，改变物系的界面状态， 能够产生润湿，乳化、起泡、增溶及 分散等一系列作用，从而达到实际应 用的要求。
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表面活性剂达到一定浓度后可缔合形成胶 团，从而具有润湿或抗粘、乳化或破乳、 起泡或消泡以及增溶、分散、洗涤、防腐、 抗静电等一系列物理化学作用及相应的实 际应用，成为一类灵活多样、用途广泛的 精细化工产品
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实验二
有孔纸片托水
材料：瓶子一个、大头针一个、纸片一张，有色 水一满杯
操作：
1、在空瓶内盛满有色水。 2、用大头针在白纸上扎许多孔。 3、把有孔纸片盖住瓶口。 4、用手压着纸片，将瓶倒转，使瓶口朝下。 5、将手轻轻移开，纸片纹丝不动地盖住瓶口，而
且水也未从孔中流出来。
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双联型
传统型
双联型表面活性剂与传统
表面活性剂的结构见图 双联型表面活性剂结构示意图
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双联型表面活性剂中连接基可以是亲水性， 也可以是亲油性；可以是烷烃，也可以是 芳环。双联型表面活性剂具有多种类型， 包括阴离子、非离子、阳离子型。与传统 表面活性剂相比，双联型表面活性剂具有 很高的表面活性，其水溶液具有特殊的相 变行为及流变性，已广泛引起化学界及工 业界的关注，是发展前景广阔的新型表面 活性剂。
表面活性剂
(三)表面活性剂在固体表面的吸附
• 表面活性剂溶液与固体接触时，其分子 很容易在固体表面产生吸附，使固体表 面状态和性质发生改变。
第二节 表面活性剂的分类 高分子表面活性剂:分子量在数千以 上且具有表面活性的物质称为高分 子表面活性剂
一、离子表面活性剂 （一）阴离子表面活性剂(在水中可以解离，起 活性作用的部分是阴离子） 1、肥皂类： ①通式：(RCOO)n-Mn+脂肪酸盐 ②分类：一价金属皂(钾、钠皂)；二价或多价皂( 铅、钙、铝皂)；有机胺皂(三乙醇胺皂) ③性质：具有良好的乳化能力，易被酸及多价盐 破坏，电解质使之盐析。
完全不润湿
不能润湿
能润湿
完全润湿
一、表面活性剂的概念 表面活性剂是指那些具有很强表 面活性、能使液体的表面张力显 著下降的物质。
二、表面活性剂
（一）表面活性剂的含义
表面活性剂： 能使液体表面张力显著降低的物质。
为什么表面活性剂大大降低表面 张力？
• 这是由于活性剂能大大减小表面的静 引力引起的，所谓净引力是指相内部分 子与相外部分子对表面分子吸引力的差 值。
表面张力的产生，从简单分子引力观点来看，是由于 液体内部分子与液体表面层分子(厚度约10－7cm)的处境不 同。液体内部分子所受到的周围相邻分子的作用力是对称 的，互相抵消，而液体表面层分子所受到的周围相邻分子 的作用力是不对称的，其受到垂直于表面向内的吸引力更 大，这个力即为表面张力。
表面张力是指一种使表面分子具有向内运 动的趋势，并使表面自动收缩至最小面 积的力。
一个玻璃杯灌满水后，将 硬币顺着杯子的边缘放 入杯中，你会发现杯中 已装入数数枚硬币后， 尽管水面高出杯口，堆 起来很高，呈现向上凸 起的形状，但仍不溢出 来 。这是因为液体表面 层存在表面张力，好像 在水的表面上覆盖了一 层弹性膜。当把小物体 放入水中后，虽然水已 超出杯口，“堆”的很 高，但仍没有破坏“弹 性膜”，因此水也不会 溢出来。
非离子系高分子表面活性剂的研究进展
表 １ 高 分子 表面 活性 剂 分类
Ｔ ｂ． １ Ｃ ｔｇ ｒ ｆｐ ｌｍｅ ｉ ｕ ｆ ｃａ ｔ ａ ａｅ ｏ ｙ ｏ ｏｙ ｒｃ ｓ ｒ ｔ ｎｓ ａ
ｆＨ！ Ｃ 一
Ｏ— ｌ ＣＨ３ Ｃ— ｌ
１１２ 改 性 Ｐ Ａ ．． Ｖ
磷 酸 酯 型 阳离子 胺 型 季铵 盐 型
含季 铵 盐 基 的 丙 烯 酰 胺 共 聚 物 、聚 乙烯 基 苄基 三 甲胺盐
两 性 离子 氨 基酸 型
甜 菜 碱 型
由 改 性 的方 法 制 备 具 有 表 面 活 性 的 改性 Ｐ Ａ，可 Ｖ
以有 以 下 几 种 途 径 ＿ 。 ３ Ｊ
ｌ ｌ
一 Ｈ： Ｈ （ Ｃ 一
ＯＨ
０
若 控 制 不 同 的 醇 解 条 件 ，便 得 到 一 系 列 性 能 不 同 的 Ｐ Ａ。一 般将 Ｐ Ａ分 为 完 全 醇 解 和 部 分 醇 解 两类 。 Ｖ Ｖ 完 全 醇 解 Ｐ Ａ 没 有 表 面 活 性 ，部 分 醇 解 Ｐ Ａ大 分 子 Ｖ Ｖ 链 中含 有 亲 水 性 的 羟 基 和 疏 水 性 的 乙 酰 基 ，它 的表 面
改性 聚 乙撑亚 胺
活 性 与 残 存 乙 酰基 含 量 及 其 在 分 子 内 的 分 布 有 关 。 只
有那 些 含 有 一 定 量 的 残 存 乙 酰 基 并 成 嵌 段 分 布 的
Ｐ Ａ，才 具 有 较 高 的 表 面 活 性 。林 贞 男 等 人 指 出 在 Ｖ
ＰＡ Ｖ ｃ醇解 时 ，将 苯 混 入 甲醇 溶 剂 中 ，可 制 得 具 有 嵌 段 分 布 的 部 分 醇 解 Ｐ Ａ，苯 量 越 多 ，乙 酰基 的 嵌 段 化 Ｖ 分 布越 多 。
药剂学电子书第五版 (第四章表面活性剂)
第四章表面活性剂第一节概述一、表面活性剂的概念一定条件下的任何纯液体都具有表面张力,20℃时，水的表面张力为72.75ｍＮ·ｍ-1。
当溶剂中溶入溶质时，溶液的表面张力因溶质的加入而发生变化，水溶液表面张力的大小因溶质不同而改变，如一些无机盐可以使水的表面张力略有增加，一些低级醇则使水的表面张力略有下降，而肥皂和洗衣粉可使水的表面张力显著下降。
使液体表面张力降低的性质即为表面活性。
表面活性剂是指那些具有很强表面活性、能使液体的表面张力显著下降的物质。
此外，作为表面活性剂还应具有增溶、乳化、润湿、去污、杀菌、消泡和起泡等应用性质，这是与一般表面活性物质的重要区别。
二、表面活性剂的结构特征表面活性剂分子一般由非极性烃链和一个以上的极性基团组成，烃链长度一般在8个碳原子以上，极性基团可以是解离的离子，也可以是不解离的亲水基团。
极性基团可以是羧酸及其盐、磺酸及其盐、硫酸酯及其可溶性盐﹑磷酸酯基﹑氨基或胺基及它们的盐，也可以是羟基、酰胺基、醚键﹑羧酸酯基等。
如肥皂是脂肪酸类（R-COO-）表面活性剂，其结构中的脂肪酸碳链(R-)为亲油基团，解离的脂肪酸根（COO-）为亲水基团。
三、表面活性剂的吸附性1．表面活性剂分子在溶液中的正吸附表面活性剂在水中溶解时，当水中表面活性剂的浓度很低时，表面活性剂分子在水-空气界面产生定向排列，亲水基团朝向水而亲油基团朝向空气。
当溶液较稀时，表面活性剂几乎完全集中在表面形成单分子层，溶液表面层的表面活性剂浓度大大高于溶液中的浓度，并将溶液的表面张力降低到纯水表面张力以下。
表面活性剂在溶液表面层聚集的现象称为正吸附。
正吸附改变了溶液表面的性质，最外层呈现出碳氢链性质，从而表现出较低的表面张力，随之产生较好的润湿性、乳化性、起泡性等。
如果表面活性剂浓度越低，而降低表面张力越显著，则表面活性越强，越容易形成正吸附。
因此，表面活性剂的表面活性大小，对于其实际应用有着重要的意义。
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高分子表面活性剂的合成与应用进展摘要：简单介绍了高分子表面活性剂的分类, 主要综述了近几年高分子表面活性剂在合成方法上的进展,。
同时, 对高分子表面活性剂的特殊性质及其在制药、石油、纺织印染与造纸工业中的应用作了介绍。
最后对其今后的研究开发方向及发展趋势作了展望。
关键词：高分子表面活性剂; 性质; 合成; 应用正文：近年来, 高分子表面活性剂作为制备许多分散体系必不可少的功能材料引起了人们的广泛关注。
目前, 高分子表面活性剂已被广泛应用在涂料、造纸、油墨、农药、医药、个人护理用品、陶瓷和洗涤剂等领域中[ 1] , 在日用化工领域里占据了愈来愈重要的地位。
高分子表面活性剂通常指相对分子质量大于1 000且具有表面活性功能的化合物, 分子链段由亲水部分和疏水部分组成[ 2 ]。
可以形成尺度在10 nm~1 000 nm区间的介观相区, 根据分子质量、组成和温度的不同, 介观相区可以形成球状、柱状、层状、囊泡、胶束等有序结构[ 3]。
淀粉、纤维素及其衍生物等天然水溶性高分子化合物, 具有一定的乳化和分散能力, 但由于具有较多的亲水基团, 故其表面活性较低[ 4]。
高分子表面活性剂在各种表/界面上有很强的吸附作用, 因而分散性、凝聚性和增容性均好, 用量较大时还具有很好的乳化性和乳化稳定性, 并可作为稳泡剂使用。
许多高分子表面活性剂还具有良好的保水作用、增稠作用, 成膜性和黏附力也很好[ 5]。
1 高分子表面活性剂的分类高分子表面活性剂按离子类型分类, 可分为阴离子型、阳离子型、两性离子型和非离子型四种; 高分子表面活性剂按来源分类, 可分为天然、天然改性(半合成)及合成型三种; 按结构和制备方法, 可分为无规聚合型、嵌段型和接枝型高分子表面活性剂[ 5]。
2 高分子表面活性剂的合成最简单的高分子表面活性剂类型是由若干重复结构单元组合而成的均聚物, 但是均聚物在O /W 体系界面中表面活性很低, 因此很少用作乳液稳定剂。
效果最明显的高分子表面活性剂是嵌段型和接枝型共聚[ 6]。
近年来, 科研人员对嵌段型和接枝型共聚物作为高分子表面活性剂进行了大量的研究, 在实验和理论上对这些高分子材料的胶体行为进行了分析。
211 嵌段型高分子表面活性剂的合成2. 1. 1 自由基聚合自从Melville[ 7]合成了第一个嵌段型共聚物以后,人们利用自由基聚合和带有过氧化物或含氮基团的活性链末端的大分子作为引发剂, 合成了大量的A- B和A- B- A型嵌段共聚物, 例如聚偶氮酯[ 8]。
这些技术目前仍广泛应用在高分子表面活性剂的合成工艺中, 自从Wang等[ 9 ]发现了原子转移自由基聚合(ATRP)技术, 便在国际上掀起了ATRP技术的研究热潮。
Y in等[ 10 ]利用氮氧稳定自由基聚合(NMP)技术,以烷氧基胺为功能型大分子引发剂, 合成了双亲嵌段型共聚物。
Farcet等[ 11] 将工艺条件优化, 合成了脂肪族B- 磷酰化硝基氧化物及其衍生物, 其中对苯乙烯、烷基丙烯酸酯、丙烯酰胺在聚合中的温度要求明显降低。
Zhang 等[ 12]采用化学引发剂引发聚合反应法, 以2, 4 - 甲苯二异氰酸酯( TDI) 为硬段、聚环氧丙烷( PPG)为软段、二羟甲基丙酸(DMPA)为扩链剂、甲基丙烯酸- B- 羟乙酯(HEMA)封端制备出了具有以下结构的反应型聚氨酯表面活性剂APUA。
2. 1. 2 阴离子聚合阴离子聚合是开发最早、发展最快、成果最多的一种活性聚合方法, 其活性中心稳定性好、聚合速度快、聚合体系简单、单体选择范围广。
Szwarc[ 13]在1956年最早利用阴离子聚合法合成规则嵌段型共聚物。
随后, 人们又合成出了大量的两亲嵌段型共聚物。
PEO- b- PPO (聚氧乙烯- b-聚氧丙烯)主要通过阴离子聚合法制备, 但是在反应过程中, PO(环氧丙烷)聚合度很难控制。
Billouard等[ 14] 找到了有效控制PO阴离子聚合的路线。
Re jsek等[ 15]通过阴离子聚合法, 将三异丁基铝作为阴离子聚合引发剂, 制备了高相对分子质量的规则的二、三嵌段聚合物。
2. 1. 3 阳离子聚合H igashimura等[ 17]最早利用阳离子聚合法合成了两亲嵌段型共聚物。
阳离子聚合也能够控制聚合物的一次结构, 但与阴离子聚合相比其副反应比较多, 不易控制。
同阴离子聚合物一样, 阳离子聚合法在高分子表面活性剂的合成中也取得了很大进展。
Becer等[ 18]采用阳离子聚合法, 以2- 溴- 2- 甲基丙酰溴为引发剂, 使2- 乙基- 2- 唑啉发生阳离子开环聚合, 随后在大分子引发剂的作用下与苯乙烯进行原子转移自由基聚合(ATRP), 得到产物聚( 2- 乙基- 2 - 唑啉) -b- 聚苯乙烯。
2. 1. 4 偶联反应具有金属配位基或者选择性氢键结合的嵌段化合物合成, 是目前嵌段型共聚物的研究热点。
Berger等[ 19]最早报道了活性高聚物的直接偶联反应, 研究了利用阴离子双官能聚苯乙烯和聚四氢呋喃反应合成三嵌段型共聚物。
Lohmeijer等[ 20 ]利用钌配合物自组合制备了三联吡啶端基功能化嵌段共聚物。
Opsteen等[ 21 ]利用/ 点击化学0法[ 22] , 将含有叠氮末端和端炔的嵌段聚合物通过1, 3- 两级环加成偶联反应合成出多种嵌段型共聚物。
212 接枝型高分子表面活性剂的合成接枝型高分子表面活性剂以高分子主链为基础,在高分子碳链上接枝具有表面活性的单体, 从而使表面活性剂串联在高分子碳链上, 使其具有表面活性。
由于自由基聚合以及所谓的/接出0、/接枝0技术比较简单, 被广泛应用在接枝型共聚物的合成工艺中[ 23]。
实际上, 通过单体和预聚体的聚合可以很容易地得到接枝型高分子表面活性剂。
2. 2. 1 大单体聚合桂张良等[ 24]通过表面活性大单体聚合法, 将表面活性剂中常用的OP- 10 (辛基酚聚氧乙烯醚)与马来酸酐反应, 合成了一种反应型表面活性大单体OPMA(辛基酚聚氧乙烯醚马来酸单酯), 并将此单体与丙烯酰胺共聚合成了具有表面活性的新型二元共聚物, 结果表明, 在聚丙烯酰胺分子主链上引入OPMA链节后, 不仅保持了丙烯酰胺聚合物优良的增稠能力(特性黏数达764. 31mL /g), 且赋予了共聚物较高的表面活性。
此共聚物同时具有高聚物的增稠能力和降低表面/界面张力的特性, 有望用作三次驱油的化学驱油剂。
2. 2. 2 天然高分子化学改性魏玉萍等[ 25]以聚合度为280的纤维素为原料, 通过两步反应对原料进行改性, 制备了纤维素基高分子表面活性剂纤维素棕榈酰酯硫酸钠, 研究发现该两亲高分子的临界聚集含量为0160% (质量分数), 表面张力为57 mN /m; 当水溶液在临界聚集含量附近时, 即质量分数由015% 增大到110% , 胶束的平均粒径由38810nm增大到54917 nm, 此时其分子已不断聚集成胶束或胶团; 此外该类表面活性剂还具有高分子特有的流变性。
王海波等[ 26 ]利用羟乙基纤维素(HEC)与1, 2-环氧十八烷(EO- 18)反应制备了黏性高分子表面活性剂(EOHEC)。
研究发现, 在保证产物具有良好的表面活性的同时, 通过控制EO- 18接枝到HEC上的方式和数量, 可使产物拥有良好的黏度。
王海波等[ 26 ]利用羟乙基纤维素(HEC)与1, 2-环氧十八烷(EO- 18)反应制备了黏性高分子表面活性剂(EOHEC)。
研究发现, 在保证产物具有良好的表面活性的同时, 通过控制EO- 18接枝到HEC上的方式和数量, 可使产物拥有良好的黏度。
2. 2. 3 活性中心法雷英等[ 27] 以羧甲基纤维素钠(NaCMC)为主链,JX- 16为表面活性单体, 在引发剂硫酸高铈作用下接枝聚合反应, 用丙酮作沉淀剂提纯干燥后得到纤维素钠接枝型高分子表面活性剂。
接枝率越高, 其溶液的表面张力越低。
卿大咏[ 28]以NaCMC为主链, 以氯化十二烷基二甲基烯丙基铵( JT- 12)为表面活性单体, 在引发剂硫酸铈铵的引发下进行接枝聚合反应, 形成了接枝型高分子表面活性剂, 通过研究发现产物的接枝率较高, 表面活性也较高。
213 废旧聚酯回收合成高分子表面活性剂聚酯( PET, 聚对苯二甲酸乙二酯)广泛用在制造业中, 特别是PET瓶子的大量使用给环境带来了严重影响, 而利用聚合物回收循环工艺将这些低成本的废旧聚合物, 如塑料废品等回收生产增值的材料, 在相关学术、技术研究领域中具有重要价值[ 29]。
考虑PET回收利用的经济效益, 很多科研人员投入到了其回收利用的工艺研究中。
目前, PET 循环利用的工艺有: 催化水解、氨解、醇解、醣酵解等。
Nermin 等以醋酸锰为催化剂, 将三乙醇胺和PET 作用使PET 解聚, 生成低聚物GT, 随后将GT 分别与硬脂酸及不同聚合度的聚乙二醇(相对分子质量分别为400, 1 000和4 000)反应得到几种非离子高分子表面活性剂, 并考察了这些表面活性剂的HLB值、临界胶束浓度、表面张力等参数。
3 高分子表面活性剂的性质311 胶束化Laruelle、Zhang等对( PS- co- PAA) - b-PAA(其中PS为聚苯乙烯, PAA为聚丙烯酸)和PSb-( PAA- co- PMA) (其中PMA为聚马来酸) 嵌段型共聚物进行了研究, 考察了胶束核壳的亲水、亲油特性。
M ller等[ 37] 对PnBA- g- PAA(其中PnBA为聚丙烯酸正丁酯) 接枝型共聚物进行了研究, 实验证明当pH > 6时, 这些共聚物具有较小的临界胶束浓度( > 011 g/L), 并得到了PnBA的单分子胶核和PAA内冠。
Yun 等研究了两性线形、星形嵌段共聚物A1B1, A2B2, A3B3 和(AB ) 3 的水溶液特性, 其中A为聚异丁烯, B 为聚乙烯甲醚, 在20 e 时通过荧光光谱测得临界胶束浓度顺序如下: (AB ) 3 = A1B1 < A2B2 UA3B3, 聚合数分布在4 500~ 5 600。
曹亚等采用激光光散射、荧光光谱对羧甲基纤维素型高分子表面活性剂在稀溶液中的分子形态进行了研究, 研究发现高分子表面活性剂的表面张力等温线出现了多折点现象。
在低于临界胶束浓度的稀溶液中, 单个高分子表面活性剂分子趋向卷曲, 疏水嵌段形成非极性微区, 形成疏水嵌段为核, 亲水嵌段为壳的单分子胶束, 其形态不规则, 粒径在100 nm以下, 尺寸分布较宽。
312 介观结构徐辉等采用动态密度泛函理论分别以PEB[ (聚氧乙烯) 11 - (聚苯并唑) 11 ]和PL64 [ (聚氧乙烯) 13 - (聚苯醚) 30 - (聚氧乙稀) 13 ]为研究对象, 模拟了两嵌段和三嵌段共聚物高分子表面活性剂的自聚效应对介观结构的影响, 研究发现PEB在自聚效应的影响下可以形成多层囊泡结构, 并且PEB聚集体的自聚程度越高, 多层囊泡的层数越多, 自聚程度越低, 多层囊泡中包含的水分子越多, 而PL64 在自聚效应的影响下可以形成球形多孔结构以及球状和短棒状聚集结构。