Cosa sai dei tensioattivi polimerici?

1. Concetti di base sui tensioattivi polimerici

I tensioattivi polimerici sono sostanze con un peso molecolare che raggiunge un certo livello (tipicamente compreso tra 103 e 106) e possiedono determinate proprietà tensioattive. Strutturalmente, possono essere classificati in copolimeri a blocchi, copolimeri a innesto e altri. In base al tipo ionico, i tensioattivi polimerici sono suddivisi in quattro categorie principali: anionici, cationici, zwitterionici e non ionici. In base alla loro origine, possono essere classificati come tensioattivi polimerici naturali, tensioattivi polimerici naturali modificati e tensioattivi polimerici sintetici.

Rispetto ai tensioattivi a basso peso molecolare, le caratteristiche principali dei tensioattivi polimerici sono:

(1) Hanno una capacità relativamente più debole di ridurre la tensione superficiale e interfacciale e la maggior parte non forma micelle;

(2) Possiedono un peso molecolare più elevato, con conseguente minore potere di penetrazione;

(3) Hanno una scarsa capacità di formazione di schiuma, ma le bolle che formano sono relativamente stabili;

(4) Dimostrano un ottimo potere emulsionante;

(5) Hanno eccezionali proprietà disperdenti e coesive;

(6) La maggior parte dei tensioattivi polimerici sono a bassa tossicità.

2. Proprietà funzionali dei tensioattivi polimerici

·Tensione superficiale

Grazie al comportamento orientativo dei segmenti idrofili e idrofobici dei tensioattivi polimerici sulle superfici o sulle interfacce, essi possiedono la capacità di ridurre la tensione superficiale e interfacciale, sebbene questa capacità sia generalmente inferiore a quella dei tensioattivi a basso peso molecolare.

La capacità dei tensioattivi polimerici di abbassare la tensione superficiale è più debole rispetto a quella dei tensioattivi a basso peso molecolare e la loro attività superficiale diminuisce drasticamente all'aumentare del peso molecolare.

·Emulsione e dispersione

Nonostante il loro elevato peso molecolare, molti tensioattivi polimerici possono formare micelle all'interno della fase dispersa e presentare una concentrazione micellare critica (CMC), svolgendo così funzioni emulsionanti. La loro struttura anfifilica consente a una parte della molecola di adsorbirsi sulla superficie delle particelle mentre l'altra parte si dissolve nella fase continua (il mezzo di dispersione). Quando il peso molecolare del polimero non è eccessivamente elevato, esso presenta effetti di ingombro sterico, creando barriere sulla superficie delle goccioline di monomero o delle particelle polimeriche per impedirne l'aggregazione e la coalescenza.

·Coagulazione

Quando i tensioattivi polimerici hanno pesi molecolari molto elevati, possono adsorbirsi su numerose particelle, formando ponti tra loro e creando fiocchi, agendo così come flocculanti.

·Altre funzioni

Molti tensioattivi polimerici non producono schiuma forte, maOffrono un'elevata ritenzione idrica e un'eccellente stabilità della schiuma. Grazie al loro elevato peso molecolare, possiedono anche eccellenti proprietà filmogene e adesive.

·Comportamento della soluzione

Comportamento dei tensioattivi polimerici in solventi selettivi: la maggior parte dei tensioattivi polimerici sono copolimeri a blocchi o a innesto anfifilici. Nei solventi selettivi, il loro comportamento in soluzione è più complesso rispetto a quello delle piccole molecole o degli omopolimeri. Fattori come la struttura molecolare, il rapporto di lunghezza dei segmenti anfifilici, la composizione e le proprietà del solvente influenzano significativamente la loro morfologia in soluzione. Come i tensioattivi a basso peso molecolare, i polimeri anfifilici riducono la tensione superficiale adsorbendo gruppi idrofobici in superficie e formando contemporaneamente micelle all'interno della soluzione.