1. Polymeeripinta-aktiivisten aineiden peruskäsitteet
Polymeeritensidit ovat aineita, joiden molekyylipaino saavuttaa tietyn tason (tyypillisesti 103 - 106) ja joilla on tiettyjä pinta-aktiivisia ominaisuuksia. Rakenteellisesti ne voidaan luokitella lohkopolymeereiksi, oksastuspolymeereiksi ja muiksi. Ionityypin perusteella polymeeritensidit jaetaan neljään pääluokkaan: anionisiin, kationisiin, tsvitterionisiin ja ionittomiin. Alkuperänsä mukaan ne voidaan luokitella luonnollisiksi polymeeritensidiksi, modifioiduiksi luonnollisiksi polymeeritensidiksi ja synteettisiksi polymeeritensidiksi.
Verrattuna pienimolekyylipainoisiin pinta-aktiivisiin aineisiin, polymeeripinta-aktiivisten aineiden pääominaisuudet ovat:
(1) Niillä on suhteellisen heikompi kyky vähentää pinta- ja rajapintajännitystä, ja useimmat eivät muodosta misellejä;
(2) Niillä on suurempi molekyylipaino, mikä johtaa heikompaan tunkeutumiskykyyn;
(3) Niillä on heikko vaahtoamiskyky, mutta niiden muodostamat kuplat ovat suhteellisen stabiileja;
(4) Niillä on erinomainen emulgointikyky;
(5) Niillä on erinomaiset dispergointi- ja koheesio-ominaisuudet;
(6) Useimmat polymeeripinta-aktiiviset aineet ovat myrkyttömän myrkyllisiä.
2. Polymeerien pinta-aktiivisten aineiden toiminnalliset ominaisuudet
·Pintajännitys
Polymeerien pinta-aktiivisten aineiden hydrofiilisten ja hydrofobisten segmenttien orientaatiokäyttäytymisen vuoksi pinnoilla tai rajapinnoissa niillä on kyky vähentää pinta- ja rajapintajännitystä, vaikka tämä kyky on yleensä huonompi kuin pienimolekyylipainoisilla pinta-aktiivisilla aineilla.
Polymeeritenssien kyky alentaa pintajännitystä on heikompi kuin pienimolekyylipainoisten tenssien, ja niiden pinta-aktiivisuus laskee jyrkästi molekyylipainon kasvaessa.
·Emulgointi ja dispersio
Suuresta molekyylipainostaan huolimatta monet polymeeripinta-aktiiviset aineet voivat muodostaa misellejä dispersiofaasiin ja niillä on kriittinen misellipitoisuus (CMC), jolloin ne täyttävät emulgointitehtäviä. Niiden amfifiilinen rakenne sallii molekyylin toisen osan adsorboitua hiukkasten pinnoille, kun taas toinen osa liukenee jatkuvaan faasiin (dispersioväliaineeseen). Kun polymeerin molekyylipaino ei ole liian korkea, sillä on steerisiä esteitä, jotka luovat esteitä monomeeripisaroiden tai polymeerihiukkasten pinnoille estäen niiden aggregaation ja yhteenkasvamisen.
·Koagulaatio
Kun polymeeripinta-aktiivisilla aineilla on erittäin suuri molekyylipaino, ne voivat adsorboitua lukuisiin hiukkasiin muodostaen siltoja niiden välille ja synnyttäen flokkeja, jotka toimivat siten flokkulantteina.
·Muut toiminnot
Monet polymeeripinta-aktiiviset aineet eivät itsessään tuota vahvaa vaahtoa, mutta ne ovatestävät voimakasta vedenpidätyskykyä ja erinomaisen vaahdon stabiilisuuden. Suuren molekyylipainonsa ansiosta niillä on myös erinomaiset kalvonmuodostus- ja tarttumisominaisuudet.
·Ratkaisukäyttäytyminen
Polymeeritenssien käyttäytyminen selektiivisissä liuottimissa: Useimmat polymeeritenssien ovat amfifiilisiä lohko- tai oksastuskopolymeerejä. Selektiivisissä liuottimissa niiden liuoskäyttäytyminen on monimutkaisempaa kuin pienten molekyylien tai homopolymeerien. Tekijät, kuten molekyylirakenne, amfifiilisten segmenttien pituussuhde, koostumus ja liuottimen ominaisuudet, vaikuttavat merkittävästi niiden liuosmorfologiaan. Kuten pienimolekyylipainoiset pinta-aktiiviset aineet, amfifiiliset polymeerit vähentävät pintajännitystä adsorboimalla hydrofobisia ryhmiä pinnalle ja samalla muodostamalla misellejä liuokseen.
Julkaisuaika: 10.11.2025