高分子表面活性剂综述

高分子表面活性剂综述

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（XXX大学 XXX系，XXX XXX XXX）

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的综述，为高分子表面活性剂的应用起到引导作用。

关键词：高分子表面活性剂；综述；应用

Review of Polymeric Surfactants

XXX

(XXX)

Abstract: The classification, properties, synthesis methods and applications of polymeric surfactants are overviewed with the analysis of the prospects for its application, intending to play a guiding role for the application of polymeric surfactants through a review of polymeric surfactants. Keywords: Polymeric Surfactants ;Review ;Application

高分子表面活性剂通常指相对分子质量大于1000且具有表面活性的高分子化合物。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、稳泡、增溶等性质，广泛用作增黏剂、絮凝剂、分散剂、乳化剂、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。

1 分类

高分子表面活性剂按在水中电离后亲水基所带电荷分类可分为阴离子型、阳离子型、两性型和非离子型四类高分子表面活性剂。如阴离子型的有缩合萘磺酸盐、木质素磺酸盐、缩合烷基苯醚硫酸酯等。阳离子型的有氨基烷基丙烯酸酯共聚物、改型聚乙烯亚胺、聚乙烯苯甲基三甲铵盐等。两性型的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。非离子型的有羟乙基纤维素、聚丙烯酰胺、聚氧乙烯类共聚物等。

高分子表面活性剂按来源分类可分为天然高分子表面活性剂和合成高分子

表面活性剂。天然高分子表面活性剂是从动植物体内分离、精制而成的两亲性水溶性高分子，包括天然高分子经过化学改性而制成的高分子表面活性剂（也叫半合成高分子表面活性剂）。如各种淀粉、树胶、多糖、改性淀粉、纤维素、蛋白质和壳聚糖等。合成高分子表面活性剂是指亲水性单体均聚或与憎水性单体共聚而合成的高分子。如聚丙烯酰胺、聚丙烯酸和聚苯乙烯一丙烯酸共聚物等。

2 性质

2.1 表面活性

高分子表面活性剂的表面活性通常较弱，表面张力要经过很长时间才能达到恒定。表面活性不但与化学结构及相对分子质量有关,，而且还与大分子化合物内链段的排列方式有关。当疏水基上引入硅烷、氟烷时，降低表面张力的能力显著增强。有机硅高分子表面活性剂由性能差别很大的聚醚链段和聚硅氧烷链段通过化学键连接而成，亲水性的聚醚链段赋予了其良好的水溶性，疏水性的聚硅氧烷链段又赋予了低表面张力，而且这类共聚物还具有生物相容性、良好的适应性和低的玻璃化温度，因此其作为表面活性剂是其它有机类表面活性剂无法比拟的。氟端基聚合物具有极强的表面活性，当水溶液中或聚合物共混体中含有极少量的氟端基聚合物时，即会发生向表面的强烈吸附现象。水溶性的氟端基聚合物水溶液在临界胶束浓度时表面张力可达到15mN/m 左右。

2.2 乳化性

高分子表面活性剂不仅具有优良的乳化稳定性，而且往往能赋予乳液以特殊性能，这是普通表面活性剂无法比拟的。高分子表面活性剂具有较强的乳化能力，将一定量接枝共聚物溶解于油（水）中，充分振荡后，就会使油水体系乳化，并且保持乳化液稳定。

2.3 胶束性质

为获得必要的亲水性应引入亲水基，但水溶性和亲水基含量及极性间却难以有一个定量关系。因聚合物不同，分子结构不同，水溶性亦会有很大的变化。当疏水基作用加强时，水溶性高分子表面活性剂亦会形成胶体溶液，即以分子聚集体形式存在于溶液中。在多数情况下，水溶性高分子表面活性剂形成的是胶体溶液，这是一种热力学稳定体系，各种形状的粒子以分子簇的形式悬浮于胶体溶液

2.4 分散性

普通表面活性剂虽然很多都具有分散作用，但由于受分子结构、相对分子质量等因素的影响，它们的分散作用往往十分有限，用量较大。高分子表面活性剂由于亲水基、疏水基位置大小可调，分子结构可呈梳状，又可呈现多支链化，因而对分散微粒、表面覆盖及包封效果要比前者强的多。由于其分散体系更易趋于稳定，成为很有发展前途的一类分散剂。

2.5 增稠性

增稠性有两个含义：一是利用其水溶液本身的高黏度，提高别的水性体系的黏度；二是水溶性聚合物可和水中其它物质如小分子填料、高分子助剂等发生作用，形成化学或物理结合体，导致黏度的增加。后一种作用往往具有更强的增稠效果。一般作为增稠剂使用的高分子应有较高的相对分子质量，如聚氧乙烯作为增稠剂时相对分子质量应在250 万左右。常用的增稠剂有明胶、羧甲基纤维素、硬脂酸聚乙二醇酯、脂肪胺聚氧乙烯等。

2.6 絮凝性

高分子表面活性剂在低浓度时，被固体粒子表面吸附后起着粒子间的架桥作用，是很好的凝聚剂，尤其当与硫酸铝、氧化铁等无机凝聚剂配合使用时，效果更好。阳离子型高分子表面活性剂作为絮凝剂时，通过其所含的正电荷基团对污泥中的负电荷有机胶体电性中和作用及高分子优异的架桥凝聚功能，促使胶体颗粒聚集成大块絮状物，从其悬浮液中分离出来。非离子型表面活性剂是通过其高分子的长链把污水中的许多细小颗粒或油珠吸附后缠在一起而形成架桥。

3 合成方法

高分子表面活性剂的合成方法主要有两种：高分子化学反应制备高分子表面活性剂和聚合反应制备高分子表面活性剂。

3.1 高分子化学反应制备高分子表面活性剂

在高分子中引入亲水或疏水基团以增加其亲水一疏水性，可得到各种类型的高分子表面活性剂。例如：高分子化合物通过磺化、硫酸化等改性反应可制备水溶性高分子表面活性剂。天然高分子产物经过化学改性也可制备高分子表面活性