高分子表面活性剂剖析
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。
新型油脂基高分子表面活性剂的研究进展
或 低毒性 ， 在矿物浮选 、 白质 、 蛋 皮革 业 、 纸 、 造 涂料 工业 和化 妆 品等领域得到广泛 的应用 。 用含油脂基物质 为原料制备 的新 型高分子 表面 活性剂 符合 当今环保 的主题 ， 如下优 点 ： 有 油脂 类物 质来 源广 泛 ， 各种
孙 芳等 研 究 了聚 乙二醇和硬脂 酸直接酯化法制备聚 乙二 植物的种子 、 动物的组织和器官 中都 存在一定 数量 的油脂 ； 油脂 分析 了添 加 的防老剂 Ａ 基物质 的使用符 合可 持续 发展策 略 ； 以天 然油脂 物质 为原 料合 醇 双硬 脂酸酯新 型高 分子表 面活性 剂 ， 可以抑 制酯化反应中副反应的产生 ， 进而提高产 物的增 稠效果 。 成 的新型高分子 表面活性剂应用广泛 ， 它属 于可再 生资源 、 易生 同时 ， 研究发现聚 乙二 醇分子量 分布也 影 响聚 乙二 醇双 硬脂 酸 物降解 、 对人体和环 境安 全 ， 现在 正朝着 多功 能 、 高效 能 的方 向
１ １ 聚 乙二 醇双硬 脂 酸酯 ．
聚 乙二 醇双 硬脂 酸 酯是 一种 新 型高 分 子非 离子 表 面 活性 剂， 它是具有高乳化能力和 良好润湿性 能的非离子 表面活性 剂 ， 广泛应用 于 日用 化学 、 品 、 食 纺织 、 金属 加工 等领 域。它 的合成
方法 主要有 直接酯 化法和酰氯 醇解法 、 酯交换法 。
ｗｅ ｅ ａ ｌ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ． ｒ ｓｏ ｉ ｔｏ ｕ ｅ
Ｋｅ ｒ ｓ ｌ ｏ—ｂ ｓ ｄ；ｐ ｌ ｍｅ ；ｓ ｒａ ｔ ｎ ；ｓ ｎ ｈ ｔ ｔ ｏ ｓ ａ ｄ ａ ｐ ｉａ ｉｎ ｙ ｗｏ ｄ ：ｏｅ ａｅ ｏｙ ｒ ｕ ｆ ｃ ａ ｔ ｙ ｔ ｅｉ ｍｅ ｈ ｄ ｎ ｐ ｌ ｔ ｃ ｃ ｏ
高分子表面活性剂对细乳液聚合的影响
型的高分 子表面活性剂在提供空 间障碍作用 的同 时 ， 可 以使单 体珠 滴 之 间产生 静 电斥 力ｌ Ｎｃｌｓ 还 ｉｏ ６ ｌ 。 ａ Ｊ ｌ 究 发现 ， 等７ Ｊ 研 阳离 子 型双 嵌段 高 分 子表 面 活性 剂 分子的主链上带 电基 团的比例及其体系的 ｐ Ｈ值对 在其 发挥 稳定 剂 的作 用至关 重 要 。９ ％季铵 化 的高 ５
Ｏ ｔａ ｓ ｌ ｗ ｄ陈化作 用（ ｓ ａ ｐ ｎｎ） Ｏ ｔ ｌ ｒ ｅ ｉｇ。在其 作用 下 ， ｗ ｄｉ 将
脱 附 ，从 而 导 致 单 体 珠 滴 在 聚 合 过 程 中发 生 了聚 并 。 而 如 果 使 用 一 种 嵌 段 型 高 分 子 表 面 活 性 剂 （Ｓｙ ｂ Ｐ Ｏ） 代 Ｓ Ｓ 就 不会 出现 单 体珠 滴 聚 并 Ｐ ｔ— — Ｅ 取 Ｄ ， （ 除非 １ 丁醇加 入量 非 常大 ） Ｒｅｓ 一 。 ｉｓＧ等［ 甲基 丙 ４ １ 在
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 。
表面活性剂对起泡的影响和作用剖析
表面活性剂对起泡的影响和作用夏善慧应用化学0801 2008010744摘要：泡沫是气体分散在液体中的分散体系,其中气体是分散相,液体是分散介质。
泡沫属于热力学不稳定体系,泡沫的不稳定性在于体系具有较大的界面面积和较高的表面能,所以体系具有减少界面面积使其能量降到最低的自发趋势。
纯液体是不能形成气泡的,除非有表面活性物质存在。
能够起泡的表面活性物质主要有三类:表面活性剂、高分子聚合物和固体颗粒，本文就表面活性剂来进行研究。
关键词：泡沫，起泡性，稳定性，表面活性剂引言：由液体薄膜或固体薄膜隔离开的气泡聚集体称为泡沫。
啤酒、香槟、肥皂水、皂角或水溶液等在搅拌下形成的泡沫称为液体泡沫；面包、蛋糕、山药汁等弹性大的物质，以及饼干、泡沫水泥、泡沫塑料、泡沫玻璃等为固体泡沫。
在液体泡沫中，液体和气体的界面起着重要作用。
由液体和气体形成的泡沫称为两相泡沫，当其中有固体粉末时，例如在选矿时形成的泡沫称为多相泡沫。
因此，起泡现象与化学工业的各种过程及日常生活密切相关。
根据吉布斯吸附公式，在形成泡沫过程中，溶液中的表面活性剂吸附在气-液界面上。
在液体泡沫中，液体和气体的界面起着重要作用。
在液体泡沫中各气泡相交外形成所谓拉普拉斯交界，如图一的P点处。
根据拉普拉斯公式(Ap=2r／R)，溶液中P 点的压力小于A点，故液体自发地从A向P处流动，于是液膜逐渐变薄，此过程称为泡沫排液过程，当液膜变薄到一定程度，便导致液膜破裂，泡沫破坏。
图一泡沫交界1．表面活性剂的起泡力和泡沫稳定性1.1．起泡力。
若将丁醇稀水溶液和皂角苷稀溶液分别置于试管并加以摇动，发现前者形成大量泡沫，后者形成少量泡沫，但丁醇水溶液泡沫很快消失，而皂角苷水溶液泡沫不易消失。
因此不能简单地讲哪种溶液起泡力好，因为起泡和泡沫稳定两者的标准是不同的。
由丁醇水溶液形成的稳定性小的泡沫，称为不稳定泡沫；由皂角苷水溶液形成的寿命长的泡沫，称为稳定泡沫。
起泡力的大小是以在一定条件下，摇动或搅拌时产生的泡沫多少来评定的。
高分子表面活性剂在水处理剂中的应用
第17卷第12期2000年12月精细化工FINE CHEMICA LSV ol.17,N o.12Dec.2000表面活性剂高分子表面活性剂在水处理剂中的应用①宋照斌,宋启煌(广东工业大学化工系,广东广州 510090)摘要:概述了高分子表面活性剂的特性,用作水处理剂的表面活性剂的重要品种,应用及展望。
关键词:高分子表面活性剂;水处理剂;应用中图分类号:T Q423.9 文献标识码:A 文章编号:1003-5214(2000)12-0700-04 高分子表面活性剂通常是指相对分子质量在数千以上、具有表面活性的物质。
与普通表面活性剂一样,高分子表面活性剂同样由亲水和亲油二部分组成。
从分子结构来看,高分子表面活性剂有无规型、嵌段型和接枝型等几种分子结构型式。
若从表面活性剂亲水部分的性质来看,它则可分为阴离子型、阳离子型、两性离子型和非离子型四大类。
高分子表面活性剂具有分散、乳化、增溶、增稠等能力,毒性小,可用作分散稳定剂、乳化剂、破乳剂、药物增溶剂、保湿剂、洗涤剂、水处理剂等。
作为工业“味精”的表面活性剂发展迅猛,其应用领域从日用化学工业发展到石油、纺织、食品、农业、环境以及新型材料等方面,年产量以4%～5%的速度增长,1995年世界表面活性剂的产量就已达900万t,品种一万种以上,市场营销额为100亿美元以上[1],1997年我国主要表面活性剂产量为48万t,其中:阴离子39万t,非离子7万t,阳离子约2万t。
表面活性剂品种1444种,其中:非离子644种,阴离子407种,阳离子289种,两性离子104种。
据日用化学工业信息预测世界表面活性剂的需求2000年将达1080万t,2005年将达1250万t。
工业的迅猛发展大大推动和促进了表面活性剂学科的发展,并扩大了其应用范围。
在水处理剂中得到了新的应用。
水处理剂是精细化工产品中的一个重要门类,目前所用的水处理剂主要有絮凝剂、缓蚀剂、阻垢分散剂、杀菌灭藻剂、除垢剂、除油剂、除氧剂、浮选剂、软化剂等。
高分子表面活性剂P(AM-co-OPMA)的合成与表征
将 此单 体与 丙 烯 酰胺 （ Ｍ） 聚 合成 了一 种 新 型 Ａ 共
具 有表 面活 性 的二元 共 聚物 ， 对共 聚物 的结 构 、 分 子量 、 成 和溶 液性质 进行 了表 征 和研究 ． 共 聚 组 此
效 的解 决办 法之 一 ， 如在 三次 采油 中 ， 常在 高 聚物
的基 础 上添加 表 面 活 性 剂 形 成 复合 驱 ， 以提 高 原
（教 育 部 高 分 子 合 成 与 功 能 构 造 重 点 实 验 室 浙 江大 学 高分 子 系 杭 州 ３０２ ） １０７ （北 京 石 油 勘 探 开 发 研 究 院 北 京 １０ ８ ） ００ ３
摘
要
辛 基 酚 聚 氧 乙烯 醚 （Ｏ （ Ｐｌ） 马来 酸 酐 在 ９ 下 反 应 ， 成 了 辛 基 酚 聚 氧 乙 烯 醚 马 来 酸 单 酯 １） Ｏ —０ 与 ５ 合
的高分 子化 合 物 ． 高分 子 表 面活 性 剂 一 般 分 为 阳 离子型 、 阴离 子 型 、 离 子 型 和 两 性 离 子 型 。 ， 非
学纯 ； 马来酸 酐 （ Ａ 上 海 凌 峰 化 学试 剂 有 限公 Ｍ Ｈ，
司） 分 析纯 ； 甲苯磺 酸 （ ， 对 国药集 团化学试 剂 有 限 公 司 ） 分析 纯 ； ， 过硫酸 钾 （ 国药 集 团化学 试剂 有 限 公 司 ） 分析 纯 ， ， 以去离 子水 为溶 剂 二次 重结 晶 ； 亚
聚醚高分子表面活性剂的性质
聚醚高分子表面活性剂的性质（胶束化）PEO－PPO－PEO嵌段共聚物是典型的高分子表面活性剂，与小分子表面活性剂的性质不同，如胶束内核含有大量的水、外界因素对胶束结构有显著影响等: 另一方面PEO－PPO－PEO嵌段共聚物具有温度敏感胶束化、温度敏感增溶以及温度敏感的液晶晶型结构等特点，鉴于对PEO－PPO－PEO嵌段共聚物物理化学性质的研究是扩展其应用领域的关键，许多研究小组从不同的技术，考察PEO－PPO－PEO嵌段共聚物的物理化学性质。
a.理论模型Linse[1-3]从平均场格子理论基础上对PEO－PPO－PEO三嵌段共聚物在溶液中的胶束化进行了研究，通过实验得到了Pluroni型高分子表面活性剂的CMC、聚集数、水力半径受温度影响的半定量关系，发现分子量的增加或分子中EO／PO比的减小有利于在给定聚合物浓度下胶束化起始温度的降低，也相应地有利于在给定温度下CMC的降低。
图1是Linse等人建立的格子理论模型图。
多种模型可以用于模拟表面活性剂在水溶液中的胶束化行为，最著名的是Hurter[4,5]习等使用自洽均匀场晶格理论模拟PEO－PPO－PEO嵌段共聚物在水溶液中的胶束化，均匀场近似限制在二维空间(同心的格子层内)，应用步长加权的随机行走描述非均相体系。
聚合物链节和溶剂分子分布在格子内，每条聚合物有多种构造方式，链节作用对自由能的贡献可用Flory－Huggins作用参数表达，在自由能最小的条件下确定每种构造的聚合物链数，大致计算出平衡时链节的密度。
自洽均匀场模型PEO－PPO－PEO嵌段共聚物的结果表明:PPO链段组成胶束的内核，胶束的内核中包裹有部分的水，胶束的内核和外核之间以及胶束的外壳和溶剂水之间没有严格的分界，而是扩散的界面。
Hurte:进一步模拟了PEO－PPO－PEO嵌段共聚物增溶多环芳香烃，一个多环芳香烃分子占据一个格子，芳香烃的增溶影响PEO－PPO－PEOO嵌段共聚物胶束的结构，降低胶束内核的含水量，自洽均匀场理论模型的胶束结构与实验观察的结果相一致。
简述聚合表面活性剂和高分子表面活性剂的分类和应用
简述聚合表面活性剂和高分子表面活性剂的分类和应用化学化工学院08级王化成20081810010038徐畅200818100100322011年5月18日简述聚合表面活性剂和高分子表面活性剂的分类和应用王化成徐畅辽宁师范大学化学化工学院摘要：表面活性剂已经成为高新技术产业不可缺少的重要助剂。
本文综述了聚合表面活性剂和高分子表面活性剂在不同领域的应用。
并对其今后的研究开发方向及发展趋势作了展望。
关键词：聚合表面活性剂；高分子表面活性剂；分类；应用1引言表面活性剂是一大类有机化合物，它活跃于表／界面上、具有极高的降低表／界面张力的能力和效率，在一定浓度以上的溶液中能形成分子有序组合体，从而具有一系列应用功能。
新一代gemini表面活性剂的出现，为表面活性剂的发展开拓了广阔的前景，它已成为当今生命科学、药物科学、材料科学等众多重要领域所共同关注的热点之一。
与传统单链表面活性剂相比，gemini表面活性剂具有极低的临界胶束浓度(cmc)、很强的降低表面张力的能力、奇异的聚集形态、特殊的相行为及流变性质等[1]，可以说是表面活性剂领域的一场重大变革。
原因在于gemini表面活性剂分子中含有两个极性头和两条疏水链，在其亲水基之间或者靠近亲水基的疏水部分之间由一个联接基团(spacer)通过化学键连接构成。
这种结构一方面增强了碳氢链的疏水作用，使疏水基团自水溶液中逃逸而相互聚集成胶束的趋势增大；另一方面，受化学键的限制，极性头间的静电斥力被大大削弱。
Gemini表面活性剂实质上可看作是两个传统单头单尾表面活性剂分子的聚合体，那么对于更高聚合度的表面活性剂，如三聚、四聚甚至是高聚表面活性剂，其性能又会如何呢?大量的实践证明，寡聚乃至高聚表面活性剂相比于gemini表面活性剂而言，又具有更低的临界胶束浓度、更加丰富的聚集行为和更为优异的性质.但是到目前为止，关于寡聚和高聚型两亲分子的研究报道还极少，从分子设计合成到物理化学性质的研究才刚刚起步，有诸多的自组装规律、有序聚集体结构方面的问题亟待解决。
聚氧乙烯醚型高分子表面活性剂的制备及性能
聚氧乙烯醚型高分子表面活性剂的制备及性能曲寒洛;许虎君【摘要】以AEO9、丙烯酸、对甲苯磺酸、对苯二酚、过硫酸铵为原料,分两步合成了一种新型的非离子型高分子表面活性剂聚脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯(P-AAAEO9),中间产物通过FT-IR、1HNMR表征,终产物通过红外、凝胶色谱进行了表征.实验结果表明:终产物的cmc在25,35,45℃时分别为4.348×10-3,2.341×10-3,3.344×10-4,γcmc分别为31.29,29.69和27.93 mN/m;与AEO9相比较,产物的发泡力较低,去污能力和增稠能力更好,但润湿能力一般.【期刊名称】《精细石油化工》【年(卷),期】2018(035)006【总页数】4页(P49-52)【关键词】非离子型;聚合物;表面性能;应用性能【作者】曲寒洛;许虎君【作者单位】江南大学化学与材料工程学院,江苏无锡214122;江南大学化学与材料工程学院,江苏无锡214122【正文语种】中文【中图分类】TQ423非离子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(一般为醚基和羟基)构成[1-2]，其具有分散、润湿、去污、增溶多种性能，因此在很多领域中都有重要用途[3-5]。
而高分子表面活性剂是近年来研究热点之一，它毒性小，具有良好的稳泡、乳化和增稠等性能[6-8]。
国内对于非离子型表面活性剂研究较为深入，但对非离子型高分子表面活性剂的报道并不多。
本工作以脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO9)为基础进行研究，以期将非离子表面活性剂与高分子表面活性剂的优点相结合，得到性能更为优良的产物[9-10]。
笔者以AEO9、丙烯酸、对甲苯磺酸、对苯二酚等为原料，通过两步反应合成一种新的聚氧乙烯醚型高分子表面活性剂，并考察了其表面性能及其应用性能。
1 实验1.1 主要试剂与仪器脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO9)，工业级，质量分数大于99%，广州穗欣化工有限公司；丙烯酸、对甲苯磺酸、对苯二酚、过硫酸铵，化学纯，质量分数大于98%，南京化学试剂股份有限公司。
高分子表面活性剂
1.1 表面活性剂分子中具有亲水基与疏水基，能富集（吸附）于界面，使界面性质发生显著改变而表现出界面活性的物质称为表面活性剂。
常用的表面活性剂多为分子量为数百的低分子量化合物。
随着诸多热点领域，如强化采油（enhanced oil recovery）[1]、药物载体与控制释放、生物模拟、聚合物LB膜、医用高分子材料（抗凝血）以及乳液聚合等的深入研究，对表面活性剂的要求趋于多样化和高性能化。
而在众多的新型结构的表面活性剂中，具有表面活性的高分子化合物现已成为人们关注的焦点，对其进行的研究开发如火如荼。
1.2 高分子表面活性剂[1-3]一般来说，将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[4-9]。
最早使用的高分子表面活性剂有纤维素及其衍生物，以及作为胶体保护剂使用的天然海藻酸钠和各种淀粉。
1951年Strauss首次合成了高分子表面活性剂—聚十二烷基4-乙烯吡啶溴化物，并将其命名为聚皂（ploysoap）；随后1954年美国Wyandotte公司报道了非离子型高分子表面活性剂聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物的合成，并将其进行了工业化生产（商品名为Pluronics），其中分子量为8.1×103的Pluronic104在重量百分比浓度为0.1％时可使溶液的表面张力降至33.1Mn·m-1。
与低分子表面活性剂相比，高分子表面活性剂具有以下特点[5]：1) 具有较高的分子量，渗透能力差，可形成单分子胶束或多分子胶束；2) 溶液粘度高，成膜性好；3) 具有很好的分散、乳化、增稠、稳定以及絮凝等性能，起泡性差，常作消泡剂；4) 大多数高分子表面活性剂是低毒或无毒的，具有环境友好性；5) 降低表面张力和界面张力的能力较弱，且表面活性随分子量的升高急剧下降，当疏水基上引入氟烷基或硅烷基时其降低表面张力的能力显著增强。
在众多的高分子表面活性剂中，水溶性高分子表面活性剂由于具有水溶性近年来发展十分迅速。
高分子表面活性剂及其应用
高分子表面活性剂就是指分子量达到某种程度以上（即分子量一般为103～106），又具有一定表面活性的物质[1-10]。
从结构上可分为嵌段共聚物、接枝共聚物等。
高分子表面活性剂若按离子类型划分，可分为阴离子型、阳离子型、两性离子型和非离子型四大类；按来源划分，可分为天然高分子表面活性剂、天然改性高分子表面活性剂及合成高分子表面活性剂[11]。
跟低分子表面活性剂相比，高分子表面活性别的主要特性[12]是：(1)具有较小的降低表面张力和界面张力的能力，大多数高分子表面活性剂不形成胶束；(2)具有较高的分子量，渗透力弱；(3)形成泡沫能力差，但所形成的泡沫都比较稳定；(4)乳化力好；(5)具有优良的分散力和凝聚力；(6)大多数高分子表面活性剂是低毒的。
最早使用的高分子表面活性剂有淀粉、纤维素及其衍生物等天然水溶性高分子化合物[13]，它们虽然具有一定的乳化和分散能力，但由于这类高分子化合物具有较多的亲水性基团，故其表面活性较低。
高分子表面活性剂的开发始于1950年。
1951年，Ceresa合成了双亲嵌段聚合物－聚环氧乙烷聚环氧丙烷嵌段聚合物，将其应用于表面活性剂工业。
同年Stauss合成了聚皂，1954年第一种商品化高分子表面活性剂问世[14]，此后各种合成高分子表面活性剂相继开发并应用于各种领域。
1954年美国Wyandotte公司发表了环氧乙烷和环氧丙烷嵌段共聚物Pluronic系列产品。
此后，世界上很多国家开始了高分子表面活性剂的研究工作。
1961年Strauss合成了名为聚皂的高分子表面活性剂[15-17]。
随后，氧化乙烯、氧化丙烯嵌段井聚物[18]被作为非离子型表面活性剂实现了工业化生产。
与常用的低分子表面活性剂相比降低表面张力的能力较差，成本偏高，始终未能占据表面活性剂领域的优势地位。
近十余年来，由于能源工业（强化采油、燃油乳化、油/煤乳化）、涂料工业（无皂聚合、高浓度胶乳）、膜科学（仿生膜、LB膜）的需要，高分子表面活性剂有了新的进展，得到了性能良好的氧化乙烯-硅氧烷共聚物、乙烯亚胺共聚物、乙烯基醚共聚物、烷基酚-甲醛缩聚物-氧化乙烯共聚物等品种。
一种新型高分子表面活性剂的性能评价
第２ ４卷 第 ５期 ２０ ０ ２年 １ Ｏ月
西 南 石 油 学 院 学 报
Ｊ ｕ ａ ｆＳ ｕｈ ｓ ｅｒｉｕ Ｉｓｉ ｔ ｏ ｒ ｌ ｏ ｔ ｗｅｔＰ ｅｏｅ ｍ ｎ ｔ ｕｅ ｎ ｏ ｔ
Ｖ０ ． ４ １２ ＮＯ ５ ．
Ｏｃ ２ ｏ ｔ ｏ２
文 章 编 号 ：１０ ０ ０—２ ３ （０ ２０ —０ ５ ６ ４ ２ ０ ）５ ０ ４—０ ３
一
种新 型高分子表 面活性剂 的性 能评价
孙立力 ， 旭 杨世 光 韩 明智２慕红星２ 杨 ， ， ，
（． １ 西南石油学院化学化工学院 ， 四川 南充 ６ ７０ ； ． ３ ０ １ ２ 吐哈油 田技术服务公 司）
摘要 ：对一种新型 高分子表 面 活性剂 Ｐ （ ｌ 丙烯酰胺 、 丙烯酸 、 甲基 丙烯 酸甲酯 的三元共 聚物 ） 的增粘性 能、 泡性及 稳
洗油能力进行 了实验 室研 究。高分子表 面活性 剂 不仅 有很 强 的增 粘能 力 ， 而且 能在 一 定程 度上 降低 液体 的表 面 张
力。实验 结果表 明 ， 高分子表 面活性 卉在稳 定泡沫 和提 高驱 油效 率方 面都 比低 分子表 面活 性 卉 优越 ， 】 】 这预 示 着高 分 子表 面活性 剂在三次采油 中有着广泛的应 用前景。 关键词 ：高分子表 面活性 荆 ； 次采油 ； 三 增粘 性 ； 泡性 ； 稳 洗油效率 ； 调剖
基 金项 目：“ 油气藏地质及 开发工程” 国家重点实验室开放基金 （ Ｌ ０ ２ ） Ｐ Ｎ １３。 作者简介 ：孙立力 （９ ５一）女 （ １７ ， 汉族 ） 重庆市人 ， ， 在读博士 ， 从事生物高分子 的研究
维普资讯
第 ５ 期
孙 立力等 ： 一 种新型高分子表 面活性 剂 的性能评 价
高分子表面活性剂
高分子表面活性剂高分子表面活性剂能显著降低液体表面张力的高分子量物质。
有天然高分子表面活性剂和合成高分子表面活性剂两类，同时含有亲水链段（或基因）和疏水链段的高分子可具有表面活性，如聚环氧乙烷、环氧乙烷和环氧丙烷的嵌段共聚物等。
可用于乳液聚合、悬浮聚合，并用作凝结剂和抗静电剂等环氧乙烷环氧乙烷分子结构示意图 环氧乙烷是一种有机化合物，化学式是C2H4O ，是一种有毒的致癌物质，以前被用来制造杀菌剂。
环氧乙烷易燃易爆，不易长途运输，因此有强烈的地域性。
被广泛地应用于洗涤，制药，印染等行业。
在化工相关产业可作为清洁剂的起始剂。
中文名： 环氧乙烷 外文名： epoxyethane 别名： 氧化乙烯 分子式：C2H4O 相对分子质量： 44.05 化学品类别： 有机物--烃的含氧衍生物 管制类型：环氧乙烷（*） 储存： 密封保存简介管制信息环氧乙烷（*） 该品根据《危险化学品安全管理条例》受公安部门管制。
物理性质环氧乙烷结构式外观与性状：无色气体。
熔点(℃)：-112.2相对密度（水=1）：0.87沸点(℃)：10.4相对蒸气密度（空气=1）：1.52分子式：C2H4O分子量：44.05饱和蒸气压(kPa)：145.91(20℃)燃烧热(kJ/mol)：1262.8临界温度(℃)：195.8临界压力(MPa)：7.19辛醇/水分配系数的对数值：-0.30闪点(℃)：<-17.8(O.C)爆炸上限%(V/V)：100引燃温度(℃)：429爆炸下限%(V/V)：3.0溶解性：易溶于水、多数有机溶剂。
[1]化学性质化学性质非常活泼，能与许多化合物起加成反应。
作用与用途环氧乙烷有杀菌作用，对金属不腐蚀，无残留气味，因此可用材料的气体杀菌剂。
通常采用环氧乙烷-二氧化碳（两者之比为90：10）或环氧乙烷-二氯二氟甲烷的混合物，主要用于医院和精密仪器的消毒。
环氧乙烷用熏蒸剂常用于粮食、食物的保藏。
例如，干蛋粉的贮藏中常因受细菌的作用而分解，用环氧乙烷熏蒸处理，可防止变质，而蛋粉的化学成分，包括氨基酸等都不受影响。
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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。
二、高分子表面活性剂的分类
按来源ห้องสมุดไป่ตู้类
1 天然高分子表面活性剂：淀粉、纤维素 2 天然改性高分子表面活性剂：改性纤维共聚物 3 合成高分子表面活性剂：乙烯基醚共聚物
三、高分子表面活性剂的分类
按极性基团的解离性质分类
1
阴离子表面活性剂
2
阳离子表面活性剂
3
两性离子表面活性剂
4
非离子表面活性剂
3.1 阴离子高分子表面活性剂
五、高分子表面活性剂的应用
4.1 在制药工业中的应用 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。 ➢ 增溶剂：对难溶于水的脂溶性维生素 (A 、D、E 、K)，一
般是通过高分子表面活性剂的增溶作用来作药用。 ➢ 乳化剂：眼药水、鱼肝油 ➢ 相转移催化剂 ➢ 助悬剂：保持混悬剂物理稳定性
的分散剂。
五、高分子表面活性剂的应用
亲油基
亲水基
表面活性剂结构
二、高分子表面活性剂的结构与性能
由于吸附作用，溶液的表面张力会降低。
二、高分子表面活性剂的结构与性能
表面活性剂分子溶解在水中达一定浓度时，其非极性
部分会互相吸引，使亲油基向里、亲水基向外，以减少亲
油基与水分子的接触，使体系能量下降，这种多分子有序
聚集体称为胶束
此时的浓度称为临界
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性能
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
五、高分子表面活性剂的应用
4.3在纺织印染工业中的应用 ➢ 聚醚类高分子表面活性剂常被用作低泡洗涤剂、乳化剂、
分散剂、消泡剂、抗静电剂、润湿剂。 ➢ 聚乙烯醇等高分子化合物作为增稠剂和保护胶体广泛应
用于乳液型印染助剂的制备中。 ➢ 羧甲基纤维素等纤维素衍生物被用于洗涤剂作为再沾污
防止剂。 ➢ 木质素磺酸盐、酚醛缩合物磺酸盐等被用作不溶性染料
四、高分子表面活性剂的合成
1.表面活性单体聚合 表面活性单体一般由可聚合的反应基团(双键、叁键 、 羧基、羟基 、环氧基等)、亲水性基团(链段)及亲油性 基团(链段)组成,含有重复单体单元的两亲性单体称为表 面活性大单体。
三种表面活性单体制备出的三种分子结构
四、高分子表面活性剂的合成
2.亲水—疏水性单体共聚 亲水链段：聚氧乙烯、聚乙烯亚胺等 疏水链段：聚氧丙烯 、聚氧丁烯、聚苯乙烯等 方法：阴离子聚合、开环聚合 优点：乳化性能好 缺点：高摩尔质量的两嵌段或三嵌段共聚物降低表面 的能力有限
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 。
起泡性差,常作消泡剂 。 ➢ 大多数高分子表面活性剂是低毒或无毒的 ,具有环境友
好性。 ➢ 降低表面张力和界面张力的能力较弱,且表面活性随分
子量的升高急剧下降 ,当疏水基上引入氟烷基或硅烷基 时其降低表面张力的能力显著增强 。
二、高分子表面活性剂的结构与性能
表面活性剂的分子结构具有对称 性和极性的特点。分子中同时具有亲 水基和亲油基，其中亲水基可以是离 子基团，也可以是非离子基团。
常用的表面活性剂一般为分子量为几百的 低分子化合物，而通常将分子量在数千以上 且具有表面活性的物质称为高分子表面活性 剂。
一、高分子表面活性剂简介
与低分子表面活性剂的区别：
➢ 具有较高的分子量, 渗透能力差,可形成单分子胶束或多 分子胶束。
➢ 溶液粘度高,成膜性好。 ➢ 具有很好的分散 、乳化 、增稠 、稳定以及絮凝等性能,
增溶作用: 指水溶液中表面活性剂的存在能使不溶或微溶于水 的有机化合物的溶解度显著增加的现象，这种作用只有在表面 活性剂的浓度超过临界胶束浓度后才显现出来。
催化作用: 表面活性剂胶束的直径通常为3～5nm，其大小、 结构和性质与含酶球状蛋白相似，因此具有与酶类似的催化作 用，合理选择表面活性剂可以使化学反应的速度显著提高。
➢ 羧酸型 典型聚合物有聚丙烯酸及其共聚物、丁烯酸及 其共聚物、丙烯酸马来酸酐共聚物以及它们的部分皂化 物等。
➢ 硫酸酯型
3.2 阳离子高分子表面活性剂
➢ 胺盐或多胺类 如聚乙烯亚胺、聚乙烯基吡咯烷酮、聚马来 酰亚胺及其衍生物等。
➢ 季铵盐 如季铵化聚丙烯酰胺、聚乙烯基吡啶盐、聚二甲胺 环氧氯丙烷等。季铵类高分子表面活性剂在酸性、中性及 碱性水介质中显示阳电性。
3.3两性高分子表面活性剂
➢ 主要品种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，如：
3.4 非离子高分子表面活性剂
➢ 主要品种有聚乙烯醇及其部分酯化或缩醛化产品，如 经其改性的聚丙烯酰胺、马来酸酐共聚物、聚丙烯酸 酯、聚醚、聚环氧乙烷-环氧丙烷、水溶性酚醛树脂、 氨基树脂等
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