Surfaktan yang biasa digunakan kebanyakannya sebatian berat molekul rendah dengan berat molekul ratusan. Dengan penyelidikan mendalam di banyak kawasan panas, seperti pemulihan minyak yang dipertingkatkan, pembawa ubat dan pelepasan terkawal, simulasi biologi, filem LB polimer, bahan polimer perubatan (antikoagulan), pempolimeran losyen, dll., keperluan untuk surfaktan semakin meningkat. pelbagai dan berprestasi tinggi, dan polimer surfaktan telah menjadi tumpuan perhatian.
Secara amnya, bahan dengan berat molekul melebihi ribuan dan aktiviti permukaan dipanggil surfaktan makromolekul. Sama seperti surfaktan biasa, tiada klasifikasi standard untuk surfaktan polimer. Secara amnya, mengikut klasifikasi surfaktan molekul rendah dan sifat ioniknya dalam air, ia boleh dibahagikan kepada surfaktan anionik, kationik, zwitterionik dan bukan ionik. Mengikut sama ada misel terbentuk dalam larutan, ia boleh dibahagikan kepada polysoap dan surfaktan polimer larut air.
Polysoap
Sebahagian besar polysoaps dicas, yang serupa dengan polielektrolit. Sebenarnya, kebanyakan polysoaps adalah produk pengubahsuaian hidrofobik polielektrolit, yang umumnya tidak larut dalam air. Pada masa ini, jenis polysoap berikut telah disintesis (dalam formula, R mewakili alkil rantai panjang):
Surfaktan polimer larut air
Surfaktan polimer yang tidak membentuk misel dalam larutan biasanya surfaktan polimer larut air. Menurut sumbernya, ia boleh dibahagikan kepada surfaktan polimer semulajadi, separa sintetik dan sintetik.
Polimer semulajadi, seperti pelbagai jenis gusi, kanji, polisakarida penapaian mikrob, dsb;
Polimer separa sintetik ialah pelbagai polimer yang diperoleh melalui pengubahsuaian kimia kanji, selulosa dan protein, seperti kanji kationik, metil selulosa, dll;
Polimer sintetik ialah polimer yang diperoleh melalui pempolimeran monomer pempolimeran terbitan petrokimia, seperti derivatif poliakrilamida, asid poliakrilik, dsb.
Klasifikasi surfaktan polimer
Mengikut sifat ioniknya dalam air, ia boleh dibahagikan kepada jenis anionik, kationik, zwitterionik dan bukan ionik.
Surfaktan polimer anionik
(1) Polimer jenis asid karboksilik yang biasa termasuk asid poliakrilik dan kopolimernya, asid butirik dan kopolimernya, kopolimer anhidrida maleik asid akrilik dan beberapa produk saponifikasinya.
(2) Polimer jenis sulfat biasa ialah:
(3) Jenis asid sulfonik termasuk polistirena separa tersulfonat, kondensat formaldehid asid benzenesulfonik, kondensat formaldehid asid naftalenasulfonat, polibutadiena tersulfonat, dll. Lignosulfonat juga merupakan sejenis surfaktan polimer tersulfonat. Surfaktan polimer asid sulfonik biasa adalah seperti berikut:
Surfaktan polimer kationik
(1) Garam amina atau poliamina seperti polivinilimin, polivinilpirolidon, polimaleimida dan derivatifnya. Polimer biasa ialah:
(2) Garam ammonium kuaternari seperti poliakrilamida kuaterner, garam polivinilpiridinium, epiklorohidrin polidimetilamina, dsb. Surfaktan polimer ammonium kuaterner menunjukkan elektrik positif dalam media akueus berasid, neutral dan beralkali. Produk perwakilan termasuk:
Surfaktan polimer amfoterik
Varieti utama termasuk kopolimer vinil piridin asid akrilik, asid akrilik, kopolimer akrilat kationik, poliakrilamida amfoterik, dll., seperti:
Surfaktan polimer bukan ionik
Varieti utama termasuk alkohol polivinil dan produknya yang diesterkan separa atau asetal, seperti poliakrilamida yang diubah suai, kopolimer anhidrida maleik, poliakrilat, polieter, polietilena oksida propilena oksida, resin fenolik larut air, resin amino, dsb.
Struktur dan Sifat Surfaktan Polimer
Aktiviti permukaan surfaktan polimer bergantung kepada morfologi makromolekul dalam larutan, dan morfologi molekul berkait rapat dengan faktor-faktor seperti struktur molekul kimia amphifilik polimer, nisbah komposisi dan berat molekul relatif makromolekul.
Surfaktan blok
Segmen hidrofobik berbilang blok diedarkan pada rantai utama makromolekul. Panjang jujukan hidrofilik hidrofobik yang betul akan berkesan menghalang perkaitan diri (membentuk misel molekul tunggal) atau perkaitan antara molekul (perkaitan berbilang molekul) bagi segmen hidrofobik
Surfaktan sikat
Surfaktan sikat mempunyai kelebihan penyediaan dan variasi yang mudah. Sebagai contoh, surfaktan yang diperoleh melalui homopolimerisasi atau kopolimerisasi monomer amfoterik dan amphifilik menunjukkan struktur kimia rantai cawangan yang berbeza mengikut kedudukan kumpulan hidrofobik dan hidrofilik yang berbeza.
Kerana terdapat kumpulan hidrofilik pada rantai cawangan, yang menghalang pengagregatan dan persatuan segmen rantai hidrofobik, walaupun dalam misel yang dihasilkan, berbanding dengan misel dengan teras ketat yang terbentuk secara amnya, bahagian dalamannya agak longgar, dan masih terdapat sejumlah besar. molekul air, supaya mereka boleh mempunyai aktiviti permukaan yang tinggi; Pada masa yang sama, disebabkan oleh konfigurasi, rantai bercabang amphiphilic boleh menghalang persatuan rantai utama hidrofobik yang terdiri daripada metilena dan metilena, supaya ia boleh mengambil bahagian dalam penjerapan antara muka.
Penyelidikan menunjukkan bahawa sebarang faktor yang meningkatkan ketegaran rantai molekul adalah kondusif kepada regangan makromolekul dalam larutan dan boleh meningkatkan aktiviti permukaan polimer pada premis mengekalkan keterlarutan.
Penggunaan Surfaktan Polimer
Permohonan dalam industri farmaseutikal:
Kerana aktiviti permukaannya yang sangat baik, surfaktan polimer blok dan cantuman telah digunakan secara meluas dalam industri farmaseutikal, seperti pembawa ubat, pengemulsi dadah, pelarut serakan, agen pembasahan, dll. Selain itu, surfaktan polimer juga digunakan secara meluas dalam analisis ubat sebagai fasa pemangkin pemindahan dalam sintesis ubat.
Aplikasi dalam industri petroleum:
Minyak mentah yang dihasilkan mengandungi parafin pepejal, yang membawa kepada kecairan minyak mentah yang lemah, dan membawa kesukaran tertentu kepada pengeluaran, penyimpanan, pengangkutan, pemprosesan dan proses lain bagi minyak kelikatan tinggi yang boleh dirawat ini. Masalah ini boleh diselesaikan dengan menambahkan depresan titik tuang atau penambah baik kecairan minyak mentah. Penyerakan surfaktan polimer larut minyak boleh menambah baik aliran dan menghalang pembentukan pemendakan parafin dalam minyak bahan api semasa pengangkutan dan penyimpanan.
Permohonan dalam industri percetakan dan pencelupan tekstil:
Surfaktan polimer polieter sering digunakan sebagai detergen buih rendah, pengemulsi, dispersan, penyahbuih, agen antistatik, agen pembasahan, agen pencetak dan pencelupan, dsb; Polivinil alkohol dan sebatian makromolekul lain digunakan secara meluas sebagai pemekat dan koloid pelindung dalam penyediaan cetakan losyen dan bahan bantu pencelupan; Derivatif selulosa seperti selulosa karboksimetil digunakan sebagai detergen untuk mengelakkan pencemaran semula; Lignosulfonate dan phenolic condensate sulfonate digunakan sebagai penyebar pewarna tidak larut.
Aplikasi dalam industri kertas:
Surfaktan polimer telah diberi perhatian lebih dan lebih dalam beberapa tahun kebelakangan ini kerana peranannya yang unik dan penting dalam meningkatkan sifat kertas dan meningkatkan kecekapan mesin kertas. Beberapa kajian telah menunjukkan bahawa monoester asid maleik disediakan daripada polietilena glikol dan anhidrida maleik dengan berat molekul relatif yang berbeza, dan kemudian dipolimerkan dengan asid akrilik untuk menghasilkan monoester asid maleik dan kopolimer asid akrilik. Kesan deinking adalah luar biasa.