摘要：介绍了高分子表面活性剂种类(按来源可分为天然高分子表面活性剂和合成高分子表面活性剂,按离子可分为阴离子、阳离子、两性和非离子型)、制备方法[天然高分子表面活性剂(天然高分子化学改性),合成高分子表面活性剂(两亲性表面活性单体聚合、亲水-疏水性单体共聚、高分子化学反应)]以及在纺织印染助剂中的应用,重点分析了高分子表面活性剂作为超分散剂以及无泡洗涤剂的应用.
关键词：高分子表面活性剂;制备方法;应用
高分子表面活性剂是指分子质量在数千以上(一般为103￣106)并具有一定表面活性的物质.[1]早期使用的高分子表面活性剂主要是天然高分子化合物及其衍生物,如纤维素衍生物用作乳化时的保护胶体.1950年Stauss合成的聚1-十二烷-4-乙烯吡啶溴化物被认为是第一种合成高分子表面活性剂,1954年美国Wyandotte公司发表了第一种商品化高分子表面活性剂,即商品名为Pluronics的聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物.之后,高分子表面活性剂被不断开发应用于日用化工、涂料工业、医药、纺织印染等领域.高分子表面活性剂一般不形成胶束,降低表面张力的能力、起泡性及润湿性能均较差[2],但兼具高分子和表面活性剂
双重性能.在分散体中,高分子表面活性剂一端附着或吸附在颗粒表面,而其余部分伸展于介质中,并环绕在颗粒周围,起立体保护作用.在保护胶体、分散及絮凝作用等方面有独特的优势,有些作用是普通表面活性剂不可取代的,常用于增稠、分散、乳化、絮凝、阻垢等方面.
1高分子表面活性剂的分类
按来源分类,高分子表面活性剂可分为天然高分子表面活性剂和合成高分子表面活性剂,前者包括半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分离、精制或经过化学改性而制得的水溶性高分子,种类有纤维素类、淀粉类、腐植酸类、木质素类、聚酚类、单宁和栲胶、植物胶和生物聚合物等,具有优良的增粘性、乳化性、稳定性和结合力,还具有很高的无毒安全性和易降解性等.合成高分子表面活性剂可由两亲单体均聚或由亲水单体和亲油单体共聚以及在水溶性较好的大分子物质上引入两亲单体制得,单体的种类选择和组成变化范围较广.按离子分类,高分子表面活性剂可分为阴离子型、阳离子型、两性型和非离子型.
2高分子表面活性剂的制备
2.1天然高分子表面活性剂
天然高分子化学改性是制备天然高分子表面活性剂的常用方法,近年来,由于国内外日益重视化学品对环境和人体的危害,采用天然产物制备高分子表面活性剂成为热点.淀粉衍生物、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素等纤维素衍生物常作为保护胶体用于乳化和分散加工中,在适当条件下,将这类水溶性纤维素衍生物与带长链烷基的疏水性反应物进行高分子化学反应,可提高其表面活性并制得具有预期性能的含长链烷基纤维素类高分子表面活性剂.曹亚等将羧甲基纤维素(CMC)与表面活性大单体十二烷基醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯(AR12E09)的混合水溶液进行超声波处理,通过CMC分子断链产生大分子自由基,引发表面活性大单体,使其与CMC聚合,生成带亲水亲油长支链的嵌段共聚物新型高分子表面活性剂.[3]根据木质素磺酸盐的还原性,可采用空气氧化、电解氧化等方法对木质素磺酸盐进行改性,木质素磺酸盐的酚羟基可与环氧乙烷、环氧丙烷、卤代烷烃发生烷基化反应,引入不同链长的烷烃,赋予其良好的亲水亲油性,增强其表面活性.如用环氧丙烷与木质素磺酸盐反应,生成的聚氧丙烯化木质素磺酸盐水溶液具有更低的表面张力、更好的水溶性和更高的耐盐性.
2.2合成高分子表面活性剂
2.2.1两亲性表面活性单体聚合
高分子表面活性剂可由两亲表面活性单体聚合获得,两亲表面活性单体一般由可聚合的反应基团(双键、胺基、羟基、环氧基等)、亲水基团(链段)及亲油基团(链段)组成,含有重复单元的两亲表面活性剂单体即为表面活性大单体.具有乙烯基和烯丙基结构的两亲表面活性单体较为常用[4-5],典型结构举例如下：
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