คุณรู้จักสารลดแรงตึงผิวประเภทพอลิเมอร์มากแค่ไหน

1. แนวคิดพื้นฐานเกี่ยวกับสารลดแรงตึงผิวประเภทพอลิเมอร์

สารลดแรงตึงผิวประเภทพอลิเมอร์ หมายถึง สารที่มีน้ำหนักโมเลกุลถึงระดับหนึ่ง (โดยทั่วไปอยู่ในช่วง 10³ ถึง 10⁶) และมีคุณสมบัติในการลดแรงตึงผิว ในเชิงโครงสร้าง สามารถจำแนกได้เป็นโคพอลิเมอร์แบบบล็อก โคพอลิเมอร์แบบกราฟต์ และอื่นๆ โดยแบ่งตามชนิดของไอออน สารลดแรงตึงผิวประเภทพอลิเมอร์แบ่งออกเป็น 4 ประเภทหลัก ได้แก่ ไอออนลบ ไอออนบวก ไอออนคู่ และไม่มีไอออน และตามแหล่งกำเนิด สามารถจำแนกได้เป็น สารลดแรงตึงผิวประเภทพอลิเมอร์จากธรรมชาติ สารลดแรงตึงผิวประเภทพอลิเมอร์จากธรรมชาติที่ได้รับการดัดแปลง และสารลดแรงตึงผิวประเภทพอลิเมอร์สังเคราะห์

เมื่อเปรียบเทียบกับสารลดแรงตึงผิวที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ คุณสมบัติหลักของสารลดแรงตึงผิวประเภทพอลิเมอร์มีดังนี้:

(1) พวกมันมีความสามารถในการลดแรงตึงผิวและแรงตึงระหว่างพื้นผิวที่ค่อนข้างอ่อนแอ และส่วนใหญ่ไม่ก่อตัวเป็นไมเซลล์

(2) มีน้ำหนักโมเลกุลสูงกว่า ส่งผลให้พลังการแทรกซึมอ่อนลง

(3) พวกมันแสดงความสามารถในการเกิดฟองที่ไม่ดี แต่ฟองอากาศที่พวกมันสร้างขึ้นนั้นค่อนข้างเสถียร

(4) พวกมันแสดงให้เห็นถึงพลังในการทำให้เกิดอิมัลชันที่ยอดเยี่ยม

(5) มีคุณสมบัติในการกระจายและยึดเกาะที่โดดเด่น

(6) สารลดแรงตึงผิวโพลีเมอร์ส่วนใหญ่มีความเป็นพิษต่ำ

2. คุณสมบัติเชิงฟังก์ชันของสารลดแรงตึงผิวพอลิเมอร์

• แรงตึงผิว

เนื่องจากพฤติกรรมเชิงทิศทางของส่วนที่ชอบน้ำและไม่ชอบน้ำของสารลดแรงตึงผิวพอลิเมอร์ที่พื้นผิวหรือรอยต่อ ทำให้สารเหล่านี้มีความสามารถในการลดแรงตึงผิวและแรงตึงระหว่างพื้นผิวได้ แม้ว่าความสามารถนี้โดยทั่วไปจะด้อยกว่าสารลดแรงตึงผิวที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำก็ตาม

ความสามารถของสารลดแรงตึงผิวประเภทพอลิเมอร์ในการลดแรงตึงผิวจะอ่อนกว่าสารลดแรงตึงผิวที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ และกิจกรรมบนพื้นผิวของสารเหล่านี้จะลดลงอย่างรวดเร็วเมื่อน้ำหนักโมเลกุลเพิ่มขึ้น

• การทำให้เป็นอิมัลชันและการกระจายตัว

ถึงแม้ว่าพอลิเมอร์จะมีน้ำหนักโมเลกุลสูง แต่สารลดแรงตึงผิวหลายชนิดสามารถก่อตัวเป็นไมเซลล์ภายในเฟสที่กระจายตัวและแสดงความเข้มข้นของไมเซลล์วิกฤต (CMC) จึงทำหน้าที่เป็นอิมัลซิไฟเออร์ได้ โครงสร้างแอมฟิฟิลิกของพวกมันทำให้ส่วนหนึ่งของโมเลกุลดูดซับบนพื้นผิวของอนุภาค ในขณะที่อีกส่วนหนึ่งละลายในเฟสต่อเนื่อง (ตัวกลางการกระจายตัว) เมื่อน้ำหนักโมเลกุลของพอลิเมอร์ไม่สูงเกินไป มันจะแสดงผลกระทบจากการกีดขวางทางสเตอริก สร้างกำแพงบนพื้นผิวของหยดโมโนเมอร์หรืออนุภาคพอลิเมอร์เพื่อป้องกันการรวมตัวและการเกาะกลุ่มกัน

·การแข็งตัวของเลือด

เมื่อสารลดแรงตึงผิวประเภทพอลิเมอร์มีน้ำหนักโมเลกุลสูงมาก พวกมันสามารถดูดซับเข้ากับอนุภาคจำนวนมาก ก่อตัวเป็นสะพานเชื่อมระหว่างอนุภาคเหล่านั้นและก่อให้เกิดกลุ่มก้อน จึงทำหน้าที่เป็นสารช่วยตกตะกอน

• ฟังก์ชันอื่นๆ

สารลดแรงตึงผิวประเภทพอลิเมอร์หลายชนิดเองไม่ได้ก่อให้เกิดฟองที่แข็งแรง แต่พวกมัน...มีคุณสมบัติในการกักเก็บน้ำได้ดีและคงตัวในการเกิดฟองได้ดีเยี่ยม นอกจากนี้ ด้วยน้ำหนักโมเลกุลสูง จึงมีคุณสมบัติในการสร้างฟิล์มและการยึดเกาะที่ดีเยี่ยมอีกด้วย

·พฤติกรรมการแก้ปัญหา

พฤติกรรมของสารลดแรงตึงผิวพอลิเมอร์ในตัวทำละลายแบบเลือกสรร: สารลดแรงตึงผิวพอลิเมอร์ส่วนใหญ่เป็นโคพอลิเมอร์แบบบล็อกหรือแบบกราฟต์ที่มีคุณสมบัติแอมฟิฟิลิก ในตัวทำละลายแบบเลือกสรร พฤติกรรมของสารละลายจะซับซ้อนกว่าโมเลกุลขนาดเล็กหรือโฮโมพอลิเมอร์ ปัจจัยต่างๆ เช่น โครงสร้างโมเลกุล อัตราส่วนความยาวของส่วนแอมฟิฟิลิก องค์ประกอบ และคุณสมบัติของตัวทำละลาย มีอิทธิพลอย่างมากต่อสัณฐานวิทยาของสารละลาย เช่นเดียวกับสารลดแรงตึงผิวที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ พอลิเมอร์แอมฟิฟิลิกจะลดแรงตึงผิวโดยการดูดซับกลุ่มไฮโดรโฟบิกที่พื้นผิวพร้อมๆ กับการสร้างไมเซลล์ภายในสารละลาย