คุณรู้จักสารลดแรงตึงผิวโพลีเมอร์อะไรบ้าง

1. แนวคิดพื้นฐานของสารลดแรงตึงผิวโพลีเมอร์

สารลดแรงตึงผิวพอลิเมอร์ หมายถึง สารที่มีน้ำหนักโมเลกุลถึงระดับหนึ่ง (โดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 103 ถึง 106) และมีคุณสมบัติลดแรงตึงผิวบางประการ โดยโครงสร้างสามารถจำแนกได้เป็นโคพอลิเมอร์แบบบล็อก โคพอลิเมอร์แบบกราฟต์ และอื่นๆ สารลดแรงตึงผิวพอลิเมอร์แบ่งตามประเภทไอออนิกออกเป็น 4 ประเภทหลัก ได้แก่ แอนไอออนิก แคตไอออนิก ซวิตเตอร์ไอออนิก และนอนไอออนิก โดยจำแนกตามแหล่งกำเนิด สามารถจำแนกได้เป็นสารลดแรงตึงผิวพอลิเมอร์ธรรมชาติ สารลดแรงตึงผิวพอลิเมอร์ธรรมชาติที่ผ่านการดัดแปลง และสารลดแรงตึงผิวพอลิเมอร์สังเคราะห์

เมื่อเปรียบเทียบกับสารลดแรงตึงผิวที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ ลักษณะเด่นของสารลดแรงตึงผิวโพลีเมอร์มีดังนี้:

(1) พวกมันมีความสามารถในการลดแรงตึงผิวและแรงตึงผิวระหว่างผิวได้ค่อนข้างอ่อนแอ และส่วนใหญ่ไม่สร้างไมเซลล์

(2) มีน้ำหนักโมเลกุลสูงกว่า ส่งผลให้พลังการทะลุทะลวงอ่อนแอลง

(3) พวกมันแสดงความสามารถในการเกิดฟองที่ไม่ดี แต่ฟองที่เกิดขึ้นนั้นค่อนข้างเสถียร

(4) แสดงให้เห็นถึงพลังการสร้างอิมัลชันที่ยอดเยี่ยม

(5) มีคุณสมบัติในการกระจายตัวและการยึดเกาะที่โดดเด่น

(6) สารลดแรงตึงผิวโพลีเมอร์ส่วนใหญ่มีความเป็นพิษต่ำ

2. คุณสมบัติเชิงหน้าที่ของสารลดแรงตึงผิวโพลีเมอร์

·แรงตึงผิว

เนื่องจากพฤติกรรมการวางแนวของส่วนที่ชอบน้ำและไม่ชอบน้ำของสารลดแรงตึงผิวโพลีเมอร์ที่พื้นผิวหรือส่วนต่อประสาน จึงทำให้สามารถลดแรงตึงผิวและส่วนต่อประสานได้ แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วความสามารถนี้จะด้อยกว่าสารลดแรงตึงผิวที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำก็ตาม

ความสามารถของสารลดแรงตึงผิวโพลีเมอร์ในการลดแรงตึงผิวจะอ่อนแอกว่าสารลดแรงตึงผิวที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ และกิจกรรมพื้นผิวจะลดลงอย่างรวดเร็วเมื่อน้ำหนักโมเลกุลเพิ่มขึ้น

·อิมัลชันและการกระจายตัว

แม้จะมีน้ำหนักโมเลกุลสูง แต่สารลดแรงตึงผิวพอลิเมอร์หลายชนิดสามารถสร้างไมเซลล์ภายในเฟสกระจายตัว และแสดงความเข้มข้นของไมเซลล์วิกฤต (CMC) จึงทำหน้าที่อิมัลชันได้อย่างมีประสิทธิภาพ โครงสร้างแอมฟิฟิลิกของสารนี้ช่วยให้โมเลกุลส่วนหนึ่งสามารถดูดซับบนพื้นผิวของอนุภาคได้ ในขณะที่อีกส่วนหนึ่งละลายในเฟสต่อเนื่อง (ตัวกลางการกระจายตัว) เมื่อน้ำหนักโมเลกุลของพอลิเมอร์ไม่สูงเกินไป มันจะแสดงผลการขัดขวางแบบสเตอริก โดยสร้างสิ่งกีดขวางบนพื้นผิวของหยดโมโนเมอร์หรืออนุภาคพอลิเมอร์เพื่อป้องกันการรวมตัวและการรวมตัวกัน

·การแข็งตัวของเลือด

เมื่อสารลดแรงตึงผิวโพลีเมอร์มีน้ำหนักโมเลกุลสูงมาก สารเหล่านั้นจะสามารถดูดซับลงบนอนุภาคจำนวนมาก ทำให้เกิดสะพานเชื่อมระหว่างอนุภาคและสร้างกลุ่มก้อน จึงทำหน้าที่เป็นสารช่วยจับตัวเป็นก้อน

·ฟังก์ชั่นอื่นๆ

สารลดแรงตึงผิวโพลีเมอร์หลายชนิดไม่ได้ผลิตโฟมที่แข็งแรง แต่พวกมันป้องกันการกักเก็บน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพและคงตัวของโฟมได้อย่างดีเยี่ยม ด้วยน้ำหนักโมเลกุลสูง จึงมีคุณสมบัติในการสร้างฟิล์มและการยึดเกาะที่ดีเยี่ยม

·พฤติกรรมการแก้ปัญหา

พฤติกรรมของสารลดแรงตึงผิวพอลิเมอร์ในตัวทำละลายแบบจำเพาะ: สารลดแรงตึงผิวพอลิเมอร์ส่วนใหญ่เป็นโคพอลิเมอร์แบบบล็อกหรือกราฟต์โคพอลิเมอร์แบบแอมฟิฟิลิก ในตัวทำละลายแบบจำเพาะ พฤติกรรมของสารละลายจะซับซ้อนกว่าโมเลกุลขนาดเล็กหรือโฮโมพอลิเมอร์ ปัจจัยต่างๆ เช่น โครงสร้างโมเลกุล อัตราส่วนความยาวของส่วนแอมฟิฟิลิก องค์ประกอบ และคุณสมบัติของตัวทำละลาย มีอิทธิพลอย่างมากต่อสัณฐานวิทยาของสารละลาย เช่นเดียวกับสารลดแรงตึงผิวที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ พอลิเมอร์แบบแอมฟิฟิลิกจะลดแรงตึงผิวโดยการดูดซับหมู่ไฮโดรโฟบิกที่พื้นผิว พร้อมกับสร้างไมเซลล์ภายในสารละลาย