1. Основные понятия полимерных поверхностно-активных веществ
Полимерные поверхностно-активные вещества — это вещества с молекулярной массой, достигающей определенного уровня (обычно от 10³ до 10⁶), и обладающие определенными поверхностно-активными свойствами. По структуре их можно классифицировать на блок-сополимеры, привитые сополимеры и другие. По ионному типу полимерные поверхностно-активные вещества делятся на четыре основные категории: анионные, катионные, цвиттерионные и неионные. По происхождению их можно разделить на природные полимерные поверхностно-активные вещества, модифицированные природные полимерные поверхностно-активные вещества и синтетические полимерные поверхностно-активные вещества.
По сравнению с низкомолекулярными поверхностно-активными веществами, основными характеристиками полимерных поверхностно-активных веществ являются:
(1) Они обладают относительно более слабой способностью снижать поверхностное и межфазное натяжение, и большинство из них не образуют мицеллы;
(2) Они обладают большей молекулярной массой, что приводит к меньшей проникающей способности;
(3) Они обладают плохой пенообразующей способностью, но образующиеся ими пузырьки относительно стабильны;
(4) Они демонстрируют превосходную эмульгирующую способность;
(5) Они обладают выдающимися диспергирующими и когезионными 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 межфазных границах, 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 обладают критической концентрацией 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). Когда молекулярная масса полимера не слишком высока, он проявляет стерические препятствия, создавая барьеры на поверхностях капель мономера или полимерных частиц, предотвращая их агрегацию и коалесценцию.
·Коагуляция
Когда полимерные поверхностно-активные вещества имеют очень высокую молекулярную массу, они могут адсорбироваться на многочисленных частицах, образуя между ними мостики и создавая хлопья, таким образом, выступая в качестве флокулянтов.
• Другие функции
Многие полимерные поверхностно-активные вещества сами по себе не образуют сильной пены, но они обладаютОбладают высокой влагоудерживающей способностью и превосходной стабильностью пены. 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-сополимеры или привитые сополимеры. В селективных растворителях их поведение в растворе сложнее, чем у малых молекул или гомополимеров. Такие факторы, как молекулярная структура, соотношение длин амфифильных сегментов, состав и свойства растворителя, существенно влияют на морфологию их растворов. Подобно низкомолекулярным поверхностно-активным веществам, амфифильные полимеры снижают поверхностное натяжение за счет адсорбции гидрофобных групп на поверхности, одновременно образуя мицеллы в растворе.
Дата публикации: 10 ноября 2025 г.