高分子表面活性劑形態(tài)

1、1.1.1高分子表面活性劑高分子表面活性劑是指分子量在數(shù)千以上并具有表面活性的物質(zhì)[1]。1.1.2高分子表面活性劑的分類[2]高分子表面活性劑按離子分類，可分為陰離子型、陽離子型、兩性型和非離子型四種高分子表面活性劑。高分子表面活性劑按來源分類可分為天然高分子表面活性劑和合成高分子表面活性劑。天然高分子表面活性劑是從動(dòng)植物分離、精制而得到的兩親性水溶性高分子。由海藻制得的藻朊酸，由植物制取的愈瘡膠和黃原膠等樹脂膠類；從動(dòng)物制取的酪朊和

2、白朊等均為高分子表面活性劑。而纖維素衍生物、淀粉衍生物以及制取亞硫酸紙漿的副產(chǎn)品木質(zhì)素磺酸鹽等叫做半合成高分子表面活性劑。1.1.3高分子表面活性劑的合成方法[319]近幾年高分子表面活性劑的合成方法得到了不斷發(fā)展，從相關(guān)的文獻(xiàn)報(bào)道來看，其主要的合成方法有以下幾類：陰離子聚合、陽離子聚合、活性自由基聚合、縮合聚合、開環(huán)聚合、高分子化學(xué)反應(yīng)和自由基膠束聚合法等反應(yīng)。目前較多的使用自由基膠束聚合法。其不同于乳液聚合和微乳液聚合，它要求表面活

3、性劑的用量比較多(一般表面活性劑與疏水單體重量比在151~701)，聚合時(shí)親水單體與疏水單體存在于兩相中，共聚反應(yīng)在兩相中同時(shí)發(fā)生，因此自由基膠束聚合實(shí)際上是乳液聚合與溶液聚合的統(tǒng)一。最終的反應(yīng)產(chǎn)物不是膠乳而是均相且具有很高粘度的聚合物溶液。Dowling等采用自由基膠束聚合法以十六烷基三乙基溴化銨(CTAB)為乳化劑，AIBN為引發(fā)劑，合成了聚苯乙烯聚丙烯酰胺雙親嵌段共聚物，并用熒光探針研究了聚合物的結(jié)構(gòu)。其后，Hill等以十二烷基磺

4、酸鈉(SDS)為乳化劑，過硫酸鉀為引發(fā)劑，在水溶液中引發(fā)苯乙烯和丙烯酰胺共聚獲得了無規(guī)嵌段型高分子表面活性劑。他們認(rèn)為該聚合反應(yīng)的機(jī)理為丙烯酰胺首先在水相被K2S2O8引發(fā)聚合，當(dāng)增長的鏈自由基遇到單體溶脹的膠束則會引發(fā)膠束內(nèi)單體聚合，形成一段疏水嵌段，接著鏈自由基可以離開膠束繼續(xù)進(jìn)行水相聚合，直到遇到另一膠束再形成一疏水嵌段。這一過程得以重復(fù)歸因于增長聚丙烯酰胺自由基平均存活時(shí)間相對較長，增長速率常數(shù)比終止速率常數(shù)大且在水中具有較小的

5、鏈轉(zhuǎn)移常數(shù)。但自由基膠束聚合的缺點(diǎn)是共聚效率低，且需要消耗大量乳化劑。1.1.4高分子表面活性劑的分子形態(tài)在水溶液體系中，水分子之間通過氫鍵形成一定的結(jié)構(gòu)，當(dāng)高分子表面活性劑溶于水后，水分子之間的氫鍵結(jié)構(gòu)發(fā)生重新排列，在共聚物中疏水鏈段的周圍存在特殊的水分子結(jié)構(gòu)(冰山結(jié)構(gòu)，IcebergStructure)。如果碳?xì)滏湺稳炕騧npq￡￡npq￡m（2）支鏈型含有長鏈烷基和離子基團(tuán)的兩性單體、或含親水親油性鏈段的兩親性表面活性大單體合成

6、的接枝共聚物，具有制備容易、品種多樣等優(yōu)點(diǎn)。由兩性及兩親性單體均聚、或與其它單體共聚得到的高分子表面活性劑，依據(jù)疏水親水基團(tuán)(鏈段)在大分子鏈上不同的相對位置，呈現(xiàn)不同的支鏈化學(xué)結(jié)構(gòu)。由于支鏈上存在著親水基團(tuán)(鏈段)，阻礙了疏水鏈段的聚集締合，即使在已生成的膠束中，與一般形成緊密內(nèi)核的膠束相比，內(nèi)部相當(dāng)疏松，仍然含有大量的水分子，可具有較高的表面活性；同時(shí)，由于構(gòu)型的原因，兩親性支鏈可阻礙由亞甲基和次甲基組成的疏水性主鏈的締合，使其參與