Ko jūs zināt par polimēru virsmaktīvajām vielām?

1. Polimēru virsmaktīvo vielu pamatjēdzieni

Polimēru virsmaktīvās vielas ir vielas, kuru molekulmasa sasniedz noteiktu līmeni (parasti no 103 līdz 106) un kurām piemīt noteiktas virsmaktīvās īpašības. Strukturāli tās var klasificēt blokkopolimēros, potzarkopolimēros un citos. Atkarībā no jonu tipa polimēru virsmaktīvās vielas iedala četrās galvenajās kategorijās: anjonu, katjonu, cviterjonu un nejonu. Pēc to izcelsmes tās var iedalīt dabisko polimēru virsmaktīvajās vielās, modificēto dabisko polimēru virsmaktīvajās vielās un sintētisko polimēru virsmaktīvajās vielās.

Salīdzinot ar zemas molekulmasas virsmaktīvajām vielām, polimēru virsmaktīvo vielu galvenās īpašības ir:

(1) Tiem ir relatīvi vājāka spēja samazināt virsmas un starpfāžu spraigumu, un lielākā daļa no tiem neveido micellas;

(2) Tiem ir lielāka molekulmasa, kā rezultātā to iespiešanās spēja ir vājāka;

(3) Tiem ir vāja putošanas spēja, bet to veidotie burbuļi ir relatīvi stabili;

(4) Tiem piemīt lieliska emulgēšanas spēja;

(5) Tiem piemīt izcilas disperģēšanas un kohēzijas īpašības;

(6) Lielākā daļa polimēru virsmaktīvo vielu ir ar zemu toksicitāti.

2. Polimēru virsmaktīvo vielu funkcionālās īpašības

· Virsmas spraigums

Polimēru virsmaktīvo vielu hidrofilo un hidrofobo segmentu orientācijas uzvedības dēļ uz virsmām vai saskarnēm, tām piemīt spēja samazināt virsmas un saskarnes spraigumu, lai gan šī spēja parasti ir zemāka par zemas molekulmasas virsmaktīvajām vielām.

Polimēru virsmaktīvo vielu spēja samazināt virsmas spraigumu ir vājāka nekā zemas molekulmasas virsmaktīvajām vielām, un to virsmas aktivitāte strauji samazinās, palielinoties molekulmasai.

· Emulgācija un dispersija

Neskatoties uz augsto molekulmasu, daudzas polimēru virsmaktīvās vielas var veidot micellas dispersajā fāzē un uzrādīt kritisko micellu koncentrāciju (CMC), tādējādi pildot emulgēšanas funkcijas. To amfifīlā struktūra ļauj vienai molekulas daļai adsorbēties uz daļiņu virsmām, bet otra daļa izšķīst nepārtrauktajā fāzē (dispersijas vidē). Ja polimēra molekulmasa nav pārmērīgi augsta, tam piemīt steriskas kavēkļu sekas, radot barjeras uz monomēru pilienu vai polimēru daļiņu virsmām, lai novērstu to agregāciju un koalescenci.

· Koagulācija

Kad polimēru virsmaktīvajām vielām ir ļoti liela molekulmasa, tās var adsorbēties uz daudzām daļiņām, veidojot tiltiņus starp tām un radot flokulus, tādējādi darbojoties kā flokulanti.

· Citas funkcijas

Daudzas polimēru virsmaktīvās vielas pašas par sevi nerada spēcīgas putas, bet tās ekskavē spēcīgu ūdens aizturi un lielisku putu stabilitāti. Pateicoties to augstajai molekulmasai, tiem piemīt arī izcilas plēves veidošanas un līmēšanas īpašības.

·Risinājuma uzvedība

Polimēru virsmaktīvo vielu uzvedība selektīvos šķīdinātājos: Lielākā daļa polimēru virsmaktīvo vielu ir amfifīli bloku vai potzaru kopolimēri. Selektīvos šķīdinātājos to šķīdināšanas uzvedība ir sarežģītāka nekā mazām molekulām vai homopolimēriem. Tādi faktori kā molekulārā struktūra, amfifīlo segmentu garuma attiecība, sastāvs un šķīdinātāja īpašības būtiski ietekmē to šķīduma morfoloģiju. Tāpat kā zemas molekulmasas virsmaktīvās vielas, amfifīlie polimēri samazina virsmas spraigumu, adsorbējot hidrofobas grupas uz virsmas un vienlaikus veidojot micellas šķīdumā.