1. Grundlegende Konzepte von Polymertensiden
Polymer-Tenside sind Substanzen mit einer Molekularmasse ab einem bestimmten Wert (typischerweise zwischen 10³ und 10⁶) und bestimmten oberflächenaktiven Eigenschaften. Strukturell lassen sie sich in Blockcopolymere, Pfropfcopolymere und weitere Typen einteilen. Je nach Ionentyp werden Polymer-Tenside in vier Hauptkategorien unterteilt: anionische, kationische, zwitterionische und nichtionische. Nach ihrer Herkunft werden sie in natürliche Polymer-Tenside, modifizierte natürliche Polymer-Tenside und synthetische Polymer-Tenside kategorisiert.
Im Vergleich zu niedermolekularen Tensiden weisen Polymertenside folgende Hauptmerkmale auf:
(1) Sie besitzen eine vergleichsweise geringere Fähigkeit zur Reduzierung der Oberflächen- und Grenzflächenspannung und bilden meist keine Mizellen.
(2) Sie besitzen ein höheres Molekulargewicht, was zu einer geringeren Durchdringungsfähigkeit führt;
(3) Sie weisen eine geringe Schaumbildungsfähigkeit auf, die von ihnen gebildeten Blasen sind jedoch relativ stabil.
(4) Sie weisen ein ausgezeichnetes Emulgiervermögen auf;
(5) Sie besitzen hervorragende Dispersions- und Kohäsionseigenschaften;
(6) Die meisten Polymertenside sind von geringer Toxizität.
2. Funktionelle Eigenschaften von Polymertensiden
•Oberflächenspannung
Aufgrund des Orientierungsverhaltens der hydrophilen und hydrophoben Segmente von Polymertensiden an Oberflächen oder Grenzflächen besitzen sie die Fähigkeit, die Oberflächen- und Grenzflächenspannung zu reduzieren, obwohl diese Fähigkeit im Allgemeinen geringer ist als die von Tensiden mit niedrigem Molekulargewicht.
Die Fähigkeit von Polymer-Tensiden, die Oberflächenspannung zu senken, ist schwächer als die von Tensiden mit niedrigem Molekulargewicht, und ihre Oberflächenaktivität nimmt mit zunehmendem Molekulargewicht stark ab.
•Emulgierung und Dispersion
Trotz ihres hohen Molekulargewichts können viele Polymertenside in der dispergierten Phase Mizellen bilden und eine kritische Mizellenkonzentration (CMC) aufweisen, wodurch sie emulgierende Funktionen erfüllen. Ihre amphiphile Struktur ermöglicht es einem Teil des Moleküls, an Partikeloberflächen zu adsorbieren, während der andere Teil in der kontinuierlichen Phase (dem Dispersionsmedium) gelöst bleibt. Bei nicht übermäßig hohem Molekulargewicht des Polymers treten sterische Hinderungseffekte auf, die Barrieren auf den Oberflächen von Monomertröpfchen oder Polymerpartikeln bilden und so deren Aggregation und Koaleszenz verhindern.
•Koagulation
Bei Polymer-Tensiden mit sehr hohem Molekulargewicht können diese sich an zahlreiche Partikel anlagern, Brücken zwischen ihnen bilden und Flocken erzeugen, wodurch sie als Flockungsmittel wirken.
•Weitere Funktionen
Viele Polymertenside erzeugen selbst keinen starken Schaum, aber sie exSie weisen eine starke Wasserretention und ausgezeichnete Schaumstabilität auf. Aufgrund ihres hohen Molekulargewichts besitzen sie zudem hervorragende filmbildende und haftende Eigenschaften.
•Lösungsverhalten
Das Verhalten von Polymertensiden in selektiven Lösungsmitteln: Die meisten Polymertenside sind amphiphile Block- oder Pfropfcopolymere. In selektiven Lösungsmitteln ist ihr Lösungsverhalten komplexer als das von niedermolekularen Tensiden oder Homopolymeren. Faktoren wie Molekülstruktur, Längenverhältnis der amphiphilen Segmente, Zusammensetzung und Lösungsmitteleigenschaften beeinflussen ihre Lösungsmorphologie maßgeblich. Ähnlich wie niedermolekulare Tenside reduzieren amphiphile Polymere die Oberflächenspannung durch Adsorption hydrophober Gruppen an der Oberfläche und bilden gleichzeitig Mizellen in der Lösung.
Veröffentlichungsdatum: 10. November 2025