1. Основные понятия полимерных поверхностно-активных веществ
Полимерные поверхностно-активные вещества (ПАВ) – это вещества с молекулярной массой, достигающей определённого уровня (обычно от 10⁻³ до 10⁻³), и обладающие определёнными поверхностно-активными свойствами. По структуре их можно разделить на блок-сополимеры, привитые сополимеры и другие. В зависимости от ионного типа полимерные ПАВ делятся на четыре основные категории: анионные, катионные, цвиттер-ионные и неионогенные. По происхождению их можно разделить на природные полимерные ПАВ, модифицированные природные полимерные ПАВ и синтетические полимерные ПАВ.
По сравнению с низкомолекулярными поверхностно-активными веществами основными характеристиками полимерных поверхностно-активных веществ являются:
(1) Они обладают относительно слабой способностью снижать поверхностное и межфазное натяжение, и большинство из них не образуют мицеллы;
(2) Они обладают более высокой молекулярной массой, что приводит к меньшей проникающей способности;
(3) Они обладают плохой пенообразующей способностью, но образуемые ими пузырьки относительно стабильны;
(4) Они демонстрируют превосходную эмульгирующую способность;
(5) Они обладают выдающимися диспергирующими и связующими свойствами;
(6) Большинство полимерных поверхностно-активных веществ обладают низкой токсичностью.
2. Функциональные свойства полимерных поверхностно-активных веществ
·Поверхностное натяжение
Благодаря ориентационному поведению гидрофильных и гидрофобных сегментов полимерных поверхностно-активных веществ на поверхностях или границах раздела они обладают способностью снижать поверхностное и межфазное натяжение, хотя эта способность, как правило, уступает способности низкомолекулярных поверхностно-активных веществ.
Способность полимерных поверхностно-активных веществ снижать поверхностное натяжение слабее, чем у низкомолекулярных поверхностно-активных веществ, и их поверхностная активность резко снижается с увеличением молекулярной массы.
·Эмульгирование и диспергирование
Несмотря на высокую молекулярную массу, многие полимерные поверхностно-активные вещества способны образовывать мицеллы в дисперсной фазе и достигать критической концентрации мицеллообразования (ККМ), выполняя тем самым эмульгирующие функции. Их амфифильная структура позволяет одной части молекулы адсорбироваться на поверхности частиц, в то время как другая часть растворяется в непрерывной фазе (дисперсионной среде). Если молекулярная масса полимера не слишком высока, он проявляет стерические затруднения, создавая барьеры на поверхности капель мономера или полимерных частиц, предотвращая их агрегацию и коалесценцию.
·Коагуляция
Если полимерные поверхностно-активные вещества имеют очень высокую молекулярную массу, они могут адсорбироваться на многочисленных частицах, образуя между ними мостики и создавая хлопья, тем самым действуя как флокулянты.
·Другие функции
Многие полимерные поверхностно-активные вещества сами по себе не образуют сильной пены, но ониОбладают высокой водоудерживающей способностью и превосходной пеностойкостью. Благодаря высокой молекулярной массе они также обладают превосходными пленкообразующими и адгезионными свойствами.
·Поведение решения
Поведение полимерных поверхностно-активных веществ в селективных растворителях: Большинство полимерных поверхностно-активных веществ представляют собой амфифильные блок- или привитые сополимеры. В селективных растворителях их поведение в растворах сложнее, чем поведение малых молекул или гомополимеров. Такие факторы, как молекулярная структура, соотношение длин амфифильных сегментов, состав и свойства растворителя, существенно влияют на морфологию растворов. Подобно низкомолекулярным поверхностно-активным веществам, амфифильные полимеры снижают поверхностное натяжение, адсорбируя гидрофобные группы на поверхности и одновременно образуя мицеллы в растворе.
Время публикации: 10 ноября 2025 г.