高分子表面活性劑的分類

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(diǎn)領(lǐng)域，如強(qiáng)化采油(enhancedoil recovery)、 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(duì)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(diǎn)。

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(biāo)準(zhǔn)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(lái)分類，可分為陰離子型、陽(yáng)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。

聚皂

絕大多數(shù)的聚皂都帶電荷，這一點(diǎn)與聚電解質(zhì)類似。事實(shí)上，聚皂大多數(shù)都是對(duì)聚電解質(zhì)進(jìn)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(zhǎng)鏈烷基)：

水溶性高分子表面活性劑

在溶液中不形成膠束的高分子表面活性劑，一般主要是水溶性高分子表面活性劑。按其來(lái)源分為天然、半合成和合成高分子表面活性劑三大類。

天然高分子如我們常見的各種樹膠、淀粉、微生物發(fā)酵多糖等；

半合成高分子是以淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)經(jīng)化學(xué)改性得到的各種高聚物，如陽(yáng)離子淀粉、甲基纖維素等；

合成高分子則是由石油化工衍生聚合單體聚合得到的高分子，如聚丙烯酰胺衍生物、聚丙烯酸等。

高分子表面活性劑的分類

按其在水中的離子性來(lái)分類，可分為陰離子型、陽(yáng)離子型、兩性離子型和非離子型。

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(lái)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:

陽(yáng)離子高分子表面活性劑

(1)胺鹽或多胺類如聚乙烯亞胺、聚乙烯基吡咯烷酮、聚馬來(lái)酰亞胺及其衍生物等。典型聚合物有:

(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(yáng)電性。代表性的產(chǎn)品有:

兩性高分子表面活性劑

主要品種有丙烯酸乙烯基吡啶共聚物、丙烯酸、陽(yáng)離子丙烯酸酯共聚物、兩性聚丙烯酰胺等，如:

非離子高分子表面活性劑

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(lái)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。

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(duì)分子質(zhì)量等因素密切相關(guān)。

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(dāng)?shù)氖杷H水序列長(zhǎng)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)

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(diǎn)。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(tuán)位置的不同，呈現(xiàn)出不同的支鏈化學(xué)結(jié)構(gòu)

由于支鏈上存在親水基團(tuán)，阻礙了疏水鏈段的聚集締合，即使在已經(jīng)生成的膠束中，與一般形成的緊密內(nèi)核的膠束相比，內(nèi)部相當(dāng)疏松，仍然有大量水分子，因此可具有較高的表面活性；同時(shí)，由于構(gòu)型的原因，二親性的支鏈可阻礙由亞甲基和次甲基組成的疏水主鏈的締合，使其參與界面的吸附。

研究表明，在保持溶解性的前提下，任何增加分子鏈剛性的因素都有利于溶液中大分子的舒展，都可能提高聚合物的表面活性。

高分子表面活性劑的應(yīng)用

在制藥工業(yè)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?cè)谥扑幑I(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(rùn)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。

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(dòng)性差，對(duì)這種易凝高粘油料的生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)、加工等工序均帶來(lái)一定的困難，這個(gè)問(wèn)題可以通過(guò)加入原油傾點(diǎn)下降劑或者流動(dòng)性改進(jìn)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(jìn)一步改善流動(dòng)性改進(jìn)劑，防止燃料油中的石蠟在運(yùn)輸和儲(chǔ)藏過(guò)程中形成沉淀。

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(rùn)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(hù)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。

在造紙工業(yè)中的應(yīng)用

由于高分子表面活性劑在改進(jìn)紙張性能，提高紙機(jī)效率等方面有著非常獨(dú)特的重要作用，所以近年來(lái)越來(lái)越受到造紙工作者的重視。有研究表明以不同相對(duì)分子質(zhì)量的聚乙二醇與馬來(lái)酸酐制備馬來(lái)酸單酯，再與丙烯酸聚合生成馬來(lái)酸單酯、丙烯酸共聚物，脫墨效果顯著。

審核編輯 ：李倩