Dažniausiai naudojamos paviršinio aktyvumo medžiagos yra mažos molekulinės masės junginiai, kurių molekulinė masė siekia šimtus. Atliekant nuodugnius tyrimus daugelyje karštų sričių, pvz., patobulintas aliejaus atgavimas, vaistų nešikliai ir kontroliuojamas išsiskyrimas, biologinis modeliavimas, polimerinės LB plėvelės, medicininės polimerinės medžiagos (antikoaguliantas), losjonų polimerizacija ir kt., reikalavimai paviršinio aktyvumo medžiagoms tampa vis didesni. įvairus ir didelio našumo, o paviršinio aktyvumo polimerai tapo dėmesio centre.
Paprastai medžiagos, kurių molekulinė masė viršija tūkstančius ir kurių paviršiaus aktyvumas viršija tūkstančius, vadinamos stambiamolekulinėmis aktyviosiomis paviršiaus medžiagomis. Panašiai kaip įprastoms aktyviosioms paviršiaus medžiagoms, nėra standartinės polimerinių aktyviųjų paviršiaus medžiagų klasifikacijos. Paprastai pagal mažos molekulinės paviršiaus aktyviųjų medžiagų klasifikaciją ir jų jonines savybes vandenyje jas galima skirstyti į anijonines, katijonines, cviterjonines ir nejonines aktyviąsias paviršiaus medžiagas. Pagal tai, ar micelė susidaro tirpale, ją galima suskirstyti į polimuilą ir vandenyje tirpią polimerinę paviršinio aktyvumo medžiagą.
Polisoap
Didžioji dauguma polimuilų yra įkrauti, o tai panašu į polielektrolitus. Tiesą sakant, dauguma polimuilų yra hidrofobinio polielektrolitų modifikavimo produktai, kurie paprastai netirpsta vandenyje. Šiuo metu yra susintetinti šie polimuilo tipai (formulėje R reiškia ilgos grandinės alkilą):
Vandenyje tirpi polimerinė paviršinio aktyvumo medžiaga
Polimerinės paviršinio aktyvumo medžiagos, kurios tirpale nesudaro micelių, paprastai yra vandenyje tirpios polimerinės paviršiaus aktyviosios medžiagos. Pagal šaltinį jis gali būti suskirstytas į natūralias, pusiau sintetines ir sintetines polimerines paviršinio aktyvumo medžiagas.
Natūralūs polimerai, tokie kaip įvairių rūšių guma, krakmolas, mikrobinės fermentacijos polisacharidai ir kt.;
Pusiau sintetiniai polimerai – tai įvairūs polimerai, gauti chemiškai modifikuojant krakmolą, celiuliozę ir baltymus, pavyzdžiui, katijoninis krakmolas, metilceliuliozė ir kt.;
Sintetiniai polimerai yra polimerai, gauti polimerizuojant naftos chemijos būdu gautus polimerizacijos monomerus, tokius kaip poliakrilamido dariniai, poliakrilo rūgštis ir kt.
Polimerinių aktyviųjų paviršiaus medžiagų klasifikacija
Pagal jonines savybes vandenyje jie gali būti skirstomi į anijoninius, katijoninius, cviterioninius ir nejoninius.
Anijoninė polimerinė paviršinio aktyvumo medžiaga
(1) Tipiški karboksirūgšties tipo polimerai yra poliakrilo rūgštis ir jos kopolimeras, sviesto rūgštis ir jos kopolimeras, akrilo rūgšties maleino rūgšties kopolimeras ir kai kurie jų muilinti produktai.
(2) Tipiški sulfato tipo polimerai yra:
(3) Sulfoninės rūgšties tipas apima iš dalies sulfonuotą polistireną, benzensulfonrūgšties formaldehido kondensatą, naftalensulfonrūgšties formaldehido kondensatą, sulfonuotą polibutadieną ir kt. Lignosulfonatas taip pat yra sulfoninto polimero paviršiaus aktyvumo medžiaga. Tipiškos sulfonrūgšties polimerinės paviršinio aktyvumo medžiagos yra šios:
Katijoninė polimerinė paviršinio aktyvumo medžiaga
(1) Aminų druskos arba poliaminai, tokie kaip poliviniliminas, polivinilpirolidonas, polimaleimidas ir jo dariniai. Tipiški polimerai yra:
(2) Ketvirtinės amonio druskos, tokios kaip kvaternizuotas poliakrilamidas, polivinilpiridinio druska, polidimetilamino epichlorhidrinas ir kt. Ketvirtinės amonio polimerinės paviršiaus aktyviosios medžiagos rodo teigiamą elektrą rūgštinėje, neutralioje ir šarminėje vandeninėje terpėje. Reprezentatyvūs produktai apima:
Amfoterinė polimerinė paviršinio aktyvumo medžiaga
Pagrindinės rūšys yra akrilo rūgšties vinilo piridino kopolimeras, akrilo rūgštis, katijoninis akrilato kopolimeras, amfoterinis poliakrilamidas ir kt., pavyzdžiui:
Nejoninė polimerinė paviršinio aktyvumo medžiaga
Pagrindinės atmainos yra polivinilo alkoholis ir jo iš dalies esterinti arba acetalizuoti produktai, tokie kaip modifikuotas poliakrilamidas, maleino anhidrido kopolimeras, poliakrilatas, polieteris, polietileno oksidas, propileno oksidas, vandenyje tirpi fenolio derva, amino derva ir kt.
Polimerinių paviršinio aktyvumo medžiagų struktūra ir savybės
Polimero paviršinio aktyvumo medžiagos paviršiaus aktyvumas priklauso nuo makromolekulinės morfologijos tirpale, o molekulinė morfologija yra glaudžiai susijusi su tokiais veiksniais kaip polimero amfifilinė cheminė molekulinė struktūra, sudėties santykis ir santykinė makromolekulės molekulinė masė.
Blokuoti paviršinio aktyvumo medžiagą
Daugiablokiai hidrofobiniai segmentai yra pasiskirstę pagrindinėje makromolekulių grandinėje. Tinkamas hidrofobinės hidrofilinės sekos ilgis veiksmingai užkirs kelią hidrofobinių segmentų savaiminiam susiejimui (sudaro pavienių molekulinių micelių) arba tarpmolekuliniam susiejimui (daugiamolekulinei asociacijai).
Šukuoti paviršinio aktyvumo medžiaga
Šukos aktyviosios paviršiaus medžiagos turi lengvo paruošimo ir įvairovės privalumus. Pavyzdžiui, paviršinio aktyvumo medžiaga, gauta homopolimerizuojant arba kopolimerizuojant amfoterinius ir amfifilinius monomerus, turi skirtingas šakotosios grandinės chemines struktūras pagal skirtingas hidrofobinių ir hidrofilinių grupių padėtis.
Kadangi šakos grandinėje yra hidrofilinių grupių, kurios trukdo agreguotis ir susijungti hidrofobinių grandinės segmentų, net ir sukurtose micelėse, palyginti su micelėmis, kurių branduoliai paprastai susiformavo sandariai, vidus yra gana laisvas ir vis dar yra daug. vandens molekulių, todėl jos gali turėti didelį paviršiaus aktyvumą; Tuo pačiu metu dėl konfigūracijos amfifilinė šakotoji grandinė gali užkirsti kelią hidrofobinės pagrindinės grandinės, sudarytos iš metileno ir metileno, susiejimo, kad ji galėtų dalyvauti sąsajos adsorbcijoje.
Tyrimas rodo, kad bet koks veiksnys, didinantis molekulinių grandinių standumą, skatina makromolekulių tempimą tirpale ir gali pagerinti polimerų paviršiaus aktyvumą, išlaikant tirpumą.
Polimerinių paviršinio aktyvumo medžiagų naudojimas
Taikymas farmacijos pramonėje:
Dėl puikaus paviršiaus aktyvumo blokinės ir skiepytos polimerinės paviršinio aktyvumo medžiagos buvo plačiai naudojamos farmacijos pramonėje, pavyzdžiui, vaistų nešikliai, vaistų emulsikliai, dispersijos tirpikliai, drėkinimo medžiagos ir kt. Be to, polimerinės paviršinio aktyvumo medžiagos taip pat plačiai naudojamos vaistų analizėje kaip fazė. pernešimo katalizatoriai vaistų sintezėje.
Taikymas naftos pramonėje:
Pagamintoje žalioje naftoje yra kieto parafino, dėl kurio žaliavinė nafta blogėja, o tai sukelia tam tikrų sunkumų gaminant, sandėliuojant, transportuojant, perdirbant ir kitus tokio kietinamo didelio klampumo aliejaus procesus. Šią problemą galima išspręsti pridedant žalios naftos stingimo temperatūrą mažinančios medžiagos arba skystumą gerinančios medžiagos. Aliejuje tirpios polimerinės paviršinio aktyvumo medžiagos dispersija gali dar labiau pagerinti tekėjimo gerintuvą ir užkirsti kelią parafino nuosėdoms susidaryti mazute transportuojant ir laikant.
Taikymas tekstilės marginimo ir dažymo pramonėje:
Polieterio polimerinės paviršinio aktyvumo medžiagos dažnai naudojamos kaip mažai putojantys plovikliai, emulsikliai, dispergentai, putų šalinimo priemonės, antistatinės medžiagos, drėkinančios medžiagos, spausdinimo ir dažymo medžiagos ir kt.; Polivinilo alkoholis ir kiti stambiamolekuliniai junginiai plačiai naudojami kaip tirštikliai ir apsauginiai koloidai ruošiant losjonų spausdinimo ir dažymo pagalbines priemones; Celiuliozės dariniai, tokie kaip karboksimetilceliuliozė, naudojami kaip plovikliai, siekiant išvengti pakartotinio užteršimo; Lignosulfonatas ir fenolio kondensato sulfonatas naudojami kaip netirpių dažiklių dispergentai.
Taikymas popieriaus pramonėje:
Pastaraisiais metais vis daugiau dėmesio skiriama polimerinei paviršinio aktyvumo medžiagai, nes jos unikalus ir svarbus vaidmuo gerinant popieriaus savybes ir popieriaus mašinos efektyvumą. Kai kurie tyrimai parodė, kad maleino rūgšties monoesteriai yra gaminami iš polietilenglikolio ir maleino anhidrido, turinčio skirtingą santykinę molekulinę masę, o po to polimerizuojami akrilo rūgštimi, kad susidarytų maleino rūgšties monoesteriai ir akrilo rūgšties kopolimerai. Spalvos pašalinimo efektas yra puikus.