Co wiesz o surfaktantach polimerowych?

1. Podstawowe pojęcia dotyczące surfaktantów polimerowych

Surfaktanty polimerowe to substancje o masie cząsteczkowej osiągającej określony poziom (zazwyczaj od 103 do 106) i posiadające określone właściwości powierzchniowo czynne. Strukturalnie można je podzielić na kopolimery blokowe, kopolimery szczepione i inne. Ze względu na rodzaj jonów, surfaktanty polimerowe dzielą się na cztery główne kategorie: anionowe, kationowe, obojnacze i niejonowe. Ze względu na pochodzenie można je podzielić na naturalne surfaktanty polimerowe, modyfikowane naturalne surfaktanty polimerowe oraz syntetyczne surfaktanty polimerowe.

W porównaniu do surfaktantów o małej masie cząsteczkowej, głównymi cechami surfaktantów polimerowych są:

(1) Mają one stosunkowo słabszą zdolność do redukcji napięcia powierzchniowego i międzyfazowego, a większość nie tworzy miceli;

(2) Posiadają większą masę cząsteczkową, co powoduje słabszą zdolność penetracji;

(3) Wykazują słabą zdolność do pienienia, ale tworzone przez nie pęcherzyki są stosunkowo stabilne;

(4) Wykazują doskonałą zdolność emulgowania;

(5) Posiadają one wyjątkowe właściwości dyspergujące i kohezyjne;

(6) Większość surfaktantów polimerowych charakteryzuje się niską toksycznością.

2. Właściwości funkcjonalne surfaktantów polimerowych

·Napięcie powierzchniowe

Ze względu na zachowanie orientacyjne segmentów hydrofilowych i hydrofobowych surfaktantów polimerowych na powierzchniach lub międzyfazowych, posiadają one zdolność do obniżania napięcia powierzchniowego i międzyfazowego, choć zdolność ta jest na ogół gorsza od zdolności surfaktantów o małej masie cząsteczkowej.

Zdolność surfaktantów polimerowych do obniżania napięcia powierzchniowego jest słabsza niż w przypadku surfaktantów o małej masie cząsteczkowej, a ich aktywność powierzchniowa gwałtownie spada wraz ze wzrostem masy cząsteczkowej.

·Emulgacja i dyspersja

Pomimo wysokiej masy cząsteczkowej, wiele surfaktantów polimerowych może tworzyć micele w fazie rozproszonej i osiągać krytyczne stężenie micelizacji (CMC), pełniąc tym samym funkcje emulgujące. Ich amfifilowa struktura pozwala jednej części cząsteczki adsorbować się na powierzchni cząstek, podczas gdy druga część rozpuszcza się w fazie ciągłej (ośrodku dyspersyjnym). Gdy masa cząsteczkowa polimeru nie jest nadmiernie wysoka, wykazuje on efekt zawady przestrzennej, tworząc bariery na powierzchniach kropelek monomeru lub cząstek polimeru, zapobiegając ich agregacji i koalescencji.

·Koagulacja

Gdy surfaktanty polimerowe mają bardzo dużą masę cząsteczkową, mogą adsorbować się na licznych cząsteczkach, tworząc między nimi mostki i tworząc kłaczki, działając w ten sposób jako flokulanty.

·Inne funkcje

Wiele polimerowych środków powierzchniowo czynnych nie wytwarza silnej piany, aleHamują silne zatrzymywanie wody i zapewniają doskonałą stabilność piany. Ze względu na wysoką masę cząsteczkową posiadają również doskonałe właściwości filmotwórcze i adhezyjne.

·Zachowanie rozwiązania

Zachowanie surfaktantów polimerowych w rozpuszczalnikach selektywnych: Większość surfaktantów polimerowych to amfifilowe kopolimery blokowe lub szczepione. W rozpuszczalnikach selektywnych ich zachowanie w roztworach jest bardziej złożone niż w przypadku małych cząsteczek lub homopolimerów. Czynniki takie jak struktura cząsteczkowa, stosunek długości segmentów amfifilowych, skład i właściwości rozpuszczalnika znacząco wpływają na morfologię ich roztworów. Podobnie jak surfaktanty niskocząsteczkowe, polimery amfifilowe zmniejszają napięcie powierzchniowe poprzez adsorpcję grup hydrofobowych na powierzchni, jednocześnie tworząc micele w roztworze.