高分子表面活性劑課件

高分子表面活性劑的簡介一、表面活性劑簡介二、高分子表面活性劑簡介三、高分子表面活性劑的結(jié)構(gòu)與性能四、高分子表面活性劑的應(yīng)用五、總結(jié)主要內(nèi)容一、表面活性劑簡介 表面活性劑是分子中具有親溶劑基與疏溶劑基,能富集(吸附)于界面,使界面性質(zhì)發(fā)生顯著改變而出現(xiàn)界面活性的物質(zhì)。

通常所說的表面活性劑是指水中的表面活性劑。其分子常被稱作“雙親分子”，因為表面活性劑的特有結(jié)構(gòu)通常稱之為“雙親結(jié)構(gòu)”。表面活性劑分子的一端為親油的疏水基，分子的另一端為極性親水的親水基。兩類結(jié)構(gòu)與性能截然相反的分子碎片或基團分處于同一分子的兩端并以化學(xué)鍵相連接，形成了一種不對稱的、極性的結(jié)構(gòu)，因而賦予了該類特殊分子既親水、又親油，便又不是整體親水或親油的特性。5a.十二烷基硫酸鈉b.十二烷基三甲基氯化銨c.月桂醇聚氧乙烯醚d.十二烷基甜菜堿表面活性劑兩親分子示意圖1.2表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點表面活性劑分子構(gòu)成疏水（親油）基團（hydrophobicgroup）親水基團（hydrophilicgroup）1.3表面活性劑的作用機理6離子型表面活性劑b.聚氧乙烯型非離子型表面活性劑膠束的結(jié)構(gòu)示意圖兩親分子溶解在水中達一定濃度時，其非極性部分會互相吸引，從而使得分子自發(fā)形成有序的聚集體，使憎水基向里、親水基向外，以減少憎水基與水分子的接觸，使體系能量下降，這種多分子有序聚集體稱為膠束1.3.1膠束的形狀7棒狀片狀球狀層狀1.3.3膠束作用簡介乳化作用:

指將一種液體的細小顆粒分散于另一種不相溶的液體中，所得到的分散體系被成為乳液。泡沫作用:

泡沫實際是氣體分散于液體中的分散體系，泡沫的形成涉及起泡和穩(wěn)泡兩個因素。分散作用:

增加固體粒子在溶液中的分散分散穩(wěn)定性問題。增溶作用:

指水溶液中表面活性劑的存在能使不溶或微溶于水的有機化合物的溶解度顯著增加的現(xiàn)象，這種作用只有在表面活性劑的濃度超過臨界膠束濃度后才顯現(xiàn)出來。催化作用:

表面活性劑膠束的直徑通常為3～5nm，其大小、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)與含酶球狀蛋白相似，因此具有與酶類似的催化作用，合理選擇表面活性劑可以使化學(xué)反應(yīng)的速度顯著提高。常用的表面活性劑多為分子量為數(shù)百的低分子量化合物。隨著諸多熱點領(lǐng)域，如強化采油(enhancedoilrecovery)、藥物載體與控制釋放、生物模擬、聚合物L(fēng)B膜、醫(yī)用高分子材料(抗凝血)、乳液聚合等的深入研究,對表面活性劑的要求日趨多樣化和高性能化,具有表面活性的高分子化合物現(xiàn)已成為人們關(guān)注的焦點。通常將分子量在數(shù)千以上且具有表面活性的物質(zhì)稱為高分子表面活性劑。與普通表面活性劑相似，高分子表面活性劑尚未有標準分類法。通常根據(jù)低分子表面活性劑的分類法，按其在水中的離子性來分類，可分為陰離子型、陽離子型、兩性離子型和非離子型。根據(jù)在溶液中是否形成膠束，可分為聚皂及水溶性高分子表面活性劑。二、高分子表面活性劑簡介2.1聚皂絕大多數(shù)的聚皂都帶電荷，這一點與聚電解質(zhì)類似。事實上，聚皂大多數(shù)都是對聚電解質(zhì)進行疏水改性的產(chǎn)物，一般是不溶于水的。目前已合成的聚皂有以下幾種(式中R均表示長鏈烷基)：2.2.1陰離子高分子表面活性劑

(1)羧酸型典型聚合物有聚丙烯酸及其共聚物、丁烯酸及其共聚物、丙烯酸馬來酸酐共聚物以及它們的部分皂化物等。(2)硫酸酯型典型的聚合物有:(3)磺酸型有部分磺化聚苯乙烯、苯磺酸甲醛縮合物、萘磺酸甲醛縮合物、磺化聚丁二烯等，木素磺酸鹽亦是一種磺酸型高分子表面活性劑。典型磺酸型高分子表面活性劑如：

(1)胺鹽或多胺類如聚乙烯亞胺、聚乙烯基吡咯烷酮、聚馬來酰亞胺及其衍生物等。典型聚合物有：2.2.2陽離子高分子表面活性劑

(2)季銨鹽如季銨化聚丙烯酰胺、聚乙烯基吡啶鹽、聚二甲胺環(huán)氧氯丙烷等。季銨類高分子表面活性劑在酸性、中性及堿性水介質(zhì)中顯示陽電性。代表性的產(chǎn)品有：主要品種有聚乙烯醇及其部分酯化或縮醛化產(chǎn)品，如經(jīng)其改性的聚丙烯酰胺、馬來酸酐共聚物、聚丙烯酸酯、聚醚、聚環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷、水溶性酚醛樹脂、氨基樹脂等。2.2.4非離子高分子表面活性劑三、高分子表面活性劑的結(jié)構(gòu)與性能高分子表面活性劑的表面活性取決于在溶液中的大分子形態(tài)，而分子形態(tài)又與聚合物的二親性化學(xué)分子結(jié)構(gòu)、組成比及大分子的相對分子質(zhì)量等因素密切相關(guān)。3.1嵌段型表面活性劑多嵌段疏水性鏈段分布于大分子主鏈上，適當?shù)氖杷H水序列長度將有效的防止疏水鏈段自身締合（形成單分子膠束）或分子間締合（多分子締合）3.2梳形表面活性劑梳形表面活性劑具有制備容易、品種多樣等優(yōu)點。如兩性及兩親單體均聚或者共聚得到表面活性劑，根據(jù)疏水親水基團位置的不同，呈現(xiàn)出不同的支鏈化學(xué)結(jié)構(gòu)四、高分子表面活性劑的應(yīng)用4.1在制藥工業(yè)中的應(yīng)用由于嵌段型和接枝型高分子表面活性劑的優(yōu)良表面活性，使得它們在制藥工業(yè)中應(yīng)用廣泛，可以用作藥物載體、藥物乳化劑和分散增溶劑、潤濕劑等。此外高分子表面活性劑在藥物合成中作為相轉(zhuǎn)移催化劑，在藥物分析中也有較廣泛的應(yīng)用。4.2在石油工業(yè)中的應(yīng)用

由于開采出的原油中含有固體石蠟，致使原油流動性差，對這種易凝高粘油料的生產(chǎn)、儲運、加工等工序均帶來一定的困難，這個問題可以通過加入原油傾點下降劑或者流動性改進劑的辦法解決。利用油溶性高分子表面活性劑的分散性可以進一步改善流動性改進劑，防止燃料油中的石蠟在運輸和儲藏過程中形成沉淀。4.3在紡織印染工業(yè)中的應(yīng)用聚醚類高分子表面活性劑常被用作低泡洗滌劑、乳化劑、分散劑、消泡劑、抗靜電劑、潤濕劑、印染劑等；聚乙烯醇等高分子化合物作為增稠劑和保護膠體廣泛應(yīng)用于乳液型印染助劑的制備中；羧甲基纖維素等纖維素衍生物被用于洗滌劑作為再沾污防止劑：木質(zhì)素磺酸鹽、酚醛縮合物磺酸鹽等被用作不溶性染料的分散劑。4.4在造紙工業(yè)中的應(yīng)用由于高分子表面活性劑在改進紙張性能，提高紙機效率等方面有著非常獨特的重要作用，所以近年來越來越受到造紙工作者的重視。有研究表明以不同相對分子質(zhì)量的聚乙二醇與馬來酸酐制備馬來酸單酯，再與丙烯酸聚合生成馬來酸單酯．丙烯酸共聚物，脫墨效果顯著。五、總結(jié) 隨著材料工業(yè)的發(fā)展，對高分子表面活性劑的需求必將日趨旺盛，人們對高分子表面活性劑的研究也在不斷深入，開發(fā)新的品種和新的合成方法也是當前研究的熱點。盡管在解決高分子表面活性劑同時具