1. Basisbegrippen van polymere oppervlakteactieve stoffen
Polymeeroppervlakteactieve stoffen zijn stoffen met een moleculair gewicht dat een bepaald niveau bereikt (doorgaans tussen 10³ en 10⁶) en die bepaalde oppervlakteactieve eigenschappen bezitten. Structureel kunnen ze worden ingedeeld in blokcopolymeren, entcopolymeren en andere. Op basis van het iontype worden polymeeroppervlakteactieve stoffen onderverdeeld in vier hoofdcategorieën: anionisch, kationisch, zwitterionisch en niet-ionisch. Afhankelijk van hun oorsprong kunnen ze worden gecategoriseerd als natuurlijke polymeeroppervlakteactieve stoffen, gemodificeerde natuurlijke polymeeroppervlakteactieve stoffen en synthetische polymeeroppervlakteactieve stoffen.
Vergeleken met oppervlakteactieve stoffen met een laag moleculair gewicht, zijn de belangrijkste kenmerken van polymere oppervlakteactieve stoffen:
(1) Ze hebben een relatief zwakker vermogen om de oppervlakte- en grensvlakspanning te verlagen, en de meeste vormen geen micellen;
(2) Ze hebben een hoger moleculair gewicht, wat resulteert in een zwakker penetratievermogen;
(3) Ze vertonen een slecht schuimvormend vermogen, maar de bellen die ze vormen zijn relatief stabiel;
(4) Ze vertonen een uitstekend emulgerend vermogen;
(5) Ze hebben uitstekende dispergerende en cohesieve eigenschappen;
(6) De meeste polymere oppervlakteactieve stoffen zijn van lage toxiciteit.
2. Functionele eigenschappen van polymere oppervlakteactieve stoffen
• Oppervlaktespanning
Door het oriëntatiegedrag van de hydrofiele en hydrofobe segmenten van polymere oppervlakteactieve stoffen aan oppervlakken of grensvlakken, hebben ze het vermogen om de oppervlakte- en grensvlakspanning te verlagen, hoewel dit vermogen over het algemeen minder is dan dat van oppervlakteactieve stoffen met een laag moleculair gewicht.
Het vermogen van polymere oppervlakteactieve stoffen om de oppervlaktespanning te verlagen is zwakker dan dat van oppervlakteactieve stoffen met een laag moleculair gewicht, en hun oppervlakteactiviteit neemt sterk af naarmate het moleculair gewicht toeneemt.
• Emulgering en dispersie
Ondanks hun hoge molecuulgewicht kunnen veel polymere oppervlakteactieve stoffen micellen vormen binnen de gedispergeerde fase en een kritische micelconcentratie (CMC) vertonen, waardoor ze een emulgerende functie vervullen. Hun amfifiele structuur zorgt ervoor dat een deel van het molecuul adsorbeert op de deeltjesoppervlakken, terwijl het andere deel oplost in de continue fase (het dispersiemedium). Wanneer het molecuulgewicht van het polymeer niet buitensporig hoog is, vertoont het sterische hinderingseffecten, waardoor barrières ontstaan op de oppervlakken van monomeerdruppels of polymeerdeeltjes om aggregatie en coalescentie te voorkomen.
• Stolling
Wanneer polymere oppervlakteactieve stoffen een zeer hoog moleculair gewicht hebben, kunnen ze adsorberen op talloze deeltjes, bruggen tussen deze deeltjes vormen en vlokken creëren, waardoor ze als flocculanten fungeren.
• Overige functies
Veel polymere oppervlakteactieve stoffen produceren zelf geen sterk schuim, maar ze doen dat wel.Ze vertonen een sterk waterbindend vermogen en een uitstekende schuimstabiliteit. Dankzij hun hoge molecuulgewicht beschikken ze bovendien over superieure filmvormende en hechtende eigenschappen.
• Oplossingsgedrag
Het gedrag van polymere oppervlakteactieve stoffen in selectieve oplosmiddelen: De meeste polymere oppervlakteactieve stoffen zijn amfifiele blok- of entcopolymeren. In selectieve oplosmiddelen is hun gedrag in oplossing complexer dan dat van kleine moleculen of homopolymeren. Factoren zoals de moleculaire structuur, de lengteverhouding van de amfifiele segmenten, de samenstelling en de eigenschappen van het oplosmiddel beïnvloeden hun morfologie in oplossing aanzienlijk. Net als oppervlakteactieve stoffen met een laag moleculair gewicht verlagen amfifiele polymeren de oppervlaktespanning door hydrofobe groepen aan het oppervlak te adsorberen en tegelijkertijd micellen in de oplossing te vormen.
Geplaatst op: 10 november 2025