高分子表面活性剂的发展及其应用

高分子表面活性剂

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高分子表面活性剂的发展及其应用T e D v l p n n p I a in 0 oy S a t n h e eo me t d A p i t f lme u f c a t a o c P r r王学川，王瑞瑞

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摘

要：详细综述了高分子表面活性剂的研究现状和发展详细介绍了高分子表面活性剂在造纸方

面、废水处理方面材料方面和采油方面的应用现状 关键词 .高分子表面活性剂发展应用Ab t c:T e rs ac n e h oo y d v lp n f p lme u fca t ae o e ve d n d ti n t i sr t h e e h a d tc n lg e eo me t oy r ra tn r v iwe i e aI h S a r o s r ip p r T e a pia in urn sta i o h o y r s ra tn i p p r ae h p I t c r t i t n f e p lme u fca t n a e c o e u o t ma ig ds o a f wa t wae kn i s I se p o tr ma eiI n i d a l e e t g n s t r a d o I lDa m n a c a e t wa d s r e s eci d b

K y r s o y r s c a t d v lp e t a p i to e wo d:P lme uf tn e eo m n p I a in r a c

作为工业味精 .表面活性剂工业发展迅速其应用领性剂，离子类型划分 .按可分为阴离子型、阳离子型、两性域已从日用化学工业发展到石油、纺织、食品、农业环型和非离子型四大类。按来源划分 .分为天然高分子表面可境以及新型材料等领域。高分子表面活性剂是指分子量在活性剂、天然改性高分子表面活性剂及合成高分子表面活 数千以上并具有表面活性的物质具有分散、乳化、增溶、性剂…。 增稠等能力 .毒性小，为一种多功

能的新型表面活性剂可作

1 1阴离子型高分子表面活性剂 .阴离子型高分子表面活性剂包括羧酸型磺酸型硫

用作分散稳定剂、乳化剂破乳剂药物增溶剂、保湿剂，

洗涤剂、水处理剂等。本文对近年来高分子表面活性剂的酸酯型和磷酸酯型【。如：聚丙烯酸盐羧甲基纤维素羧基研究作一综述着重介绍了高分子表面活性剂的应用前景。改性聚丙烯酰胺高分子表面活性剂就属于羧酸型 .缩合萘

1高分子表面活性剂的研究现状

基苯磺酸盐、木质素磺酸盐、聚苯乙烯磺酸盐高分子表面

高分子表面活性剂按来源划分 .可分为天然高分子表面活性剂就属于磺酸型。谢亚杰对聚羧酸型表面活性剂苯乙活性剂、天然改性高分子表面活性剂及合成高分子表面活烯顺丁烯二酸酐共聚物磺酸钾单磺酸盐进行了合成和粘

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高分子表面活性剂

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■囵F TN EL Co HG o度性能研究，研究表明：该高分子表面活性剂溶液满足非牛阔的应用前景。

顿流体力学特征。曹亚、李惠林采用超声波技术合成羧甲

近年来 .合成糖基为亲水基的高分子表面活性剂被广泛

基纤维素 ( 与大单体的表面活性共聚物， C C) M结果证明单体研究因为它们取自天然的可再生资源 .与环境兼容性好对为十二烷基醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯 ( 1 O n,n AR E 2为氧乙烯皮肤温和 .有良好的起泡力 .在个人护理用品、家用洗具可

链节数 . n=79 2 ) C C与A R E的混合水溶液在超声涤剂和餐洗剂中用作辅助表面活性剂。糖基类高分子表面 . .0 . M O 1 n

波辐照下通过 C M C分子断链产生大分子自由基引发活性剂大体分为糖基位于侧链和糖基位于主链两种【,如 .

AR O E n的聚合反应合成了 C MC型高分子表面活性剂。马以聚苯乙烯为亲油基在侧链引八麦芽糖、葡萄糖等糖类亲 I 2

希晨、曹亚峰等 I摘论述了以四氟乙烯为单体，通过氧化氟化

水基 .得高分子表面活性剂既溶于水又溶于有机溶剂 . 所在

聚合反应合成阴离子型氟烃高分子表面活性剂的化水中能形成胶束 .能使与一些糖类结合着的卵磷脂凝聚 . 能

学反应过程。该产品具

有突出的高表面活性、高耐热稳定吸收溶在水中的有机颜料。制备多数糖基高分子表面活性性高化学惰性 .及既憎油又憎水的性能，称为乳糖也是一种适宜的糖类物质三高二剂的起始糖类物质是葡萄糖 .、“

}”特性.可作为表面憎水剂憎油剂 .曾广泛地用于纺织 .皮来源。周家华就采用淀粉和苯乙烯合成了淀粉苯乙烯接 革造纸和化工等行业。郭延辉郭京育等介绍了高性能枝共聚物 .并研究了它们的表面活性性质与分子量和接枝改性三聚氰胺减水剂的研制过程这种水溶性聚合物树脂量之间的关系结果表明 .淀粉苯乙烯接枝共聚物的气泡型

由三聚氰胺、甲醛和亚硫酸氢钠按克分子比 1:: 3 1的比和乳化能力随产物分子量的增加而有所降低泡沫稳定性 例在一定化学合成反应条件下缩聚而成。 和乳化稳定性与分子量和接枝量之间的关系较为复杂。

1 2阳离子型高分子表面活性剂 .阳离子型高分子表面活性剂包括胺型和季铵盐型[] 2。

1 4两亲性高分子表面活性剂 .两亲性高分子表面活性剂有氨基酸型和甜菜碱型 I也 I

如：基烷基丙烯酸酯共聚物、改性聚乙撑亚胺高分子表面有通过复配而制得的两亲性高分子表面活性剂。氨 活性剂就属于胺型，含季铵盐基的丙烯酰胺共聚物、聚乙

表面活性剂的复配技术已广泛用于化妆品、洗涤、制

烯基苄基三甲胺盐高分子表面活性剂就属于季铵盐型。王药等行业中。两种或多种具有协同效应的表面活性剂复配 . 莉明.吴师以氯丙烯为原料 .季铵化一步法合成二甲基二烯常常会带来单一品种表面活t剂所不具有的某些特性。近 I t *丙基氯化铵后 .与丙烯酸、丙烯酰胺共聚制得一种用途年来人们从分子设计的角度出发 .再合成了一些特殊结构 (梳广泛的阳离子型聚季铵盐高分子表面活性剂该聚合物与型、星型等】的高分子表面活性剂 .其在界面定向排列能 使 洗发香波中常用的表面活性剂相容配伍性极佳，能赋于头发 力增强…]因此可望制得集乳化与增稠为一体的高分子表面 良好的调理性能。

活性剂。毛逢银，刘德荣… I采用马来酸酐与苯乙烯共聚 .然后与平平加反应，得一类具有阴离子与非离子的两性新型高制

1 3非离子型高

分子表面活性剂 .

并考察了它对石蜡烃类乳液的稳定效果。 非离子型高分子表面活性剂包括聚乙烯醇类( V P A】,聚分子表面活性剂 .结果表明应用这种新型高分子表面活性剂 .比用同类聚羧醚类 .纤维素类 .聚酯类和糖基类等[。1 1年施特劳斯 8 5【 9 (t】 S s把结合有表面活性官能团的聚 1 r s a一十二烷基一一乙 4 酸阴离子高分子表面活性剂与平平加非离子表面活性剂复烯毗啶澳化物命名为聚皂I . 从而出现了合成高分子表面活配对乳液增稠和稳定效果更佳性剂。1 4年 . 5 9美国 WY n o t公司报道了合成聚氧乙烯聚 te ad 隋卫平，蒋晓杰等…将羧甲基壳聚糖与烷基缩水甘油醚

合成了一系列新型的两亲性化合物 (一 2氧丙烯嵌段共聚物这种非离子高分子表面活性剂，以后各种在碱性条件下反应 .羟基一一烷氧基) 3丙基一羧甲基壳聚糖。唐有根.刚彪等 蒋具有高性能的合成非离子高分子表面活性剂相继被开发广泛应用于工业领域。苑世领 .徐桂英等¨ 。合成了丙烯酸酯多 通过壳聚糖接枝二甲基十四烷基环氧丙基氯化铵 .再磺化 I 具有优异表面活性的元共聚物表面活性剂 .具有良好的破乳效果。与环氧乙烷弓八磺酸基合成了一种吸湿性极强 .新型壳聚糖两性高分子表面活性剂环氧丙烷嵌段共聚物非离子型破乳剂相比，该共聚物乳液破乳剂 S D E生产条件温和操作方便， 原料来源丰富，有着广

2高分子表面活性剂的应用 .

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2 1

高分子表面活性剂在造纸方面的应用

阴离子聚丙烯酰胺 (简称 A P AM)作为絮凝剂用于选

高分子表面活性剂由于具有很好的分散、絮凝，增溶、矿冶金洗煤食品行业的固液分离 .在油田被广泛应 乳化稳泡、增稠成膜和黏附等作用 .在改进纸张性能提高纸机效率等方面有着非常独特的重要作用 .近年来越来越受到造纸工作者的重视。 高分子表面活性剂可作为松香乳化剂如硬脂酸聚氧乙用。

非离子型聚丙烯酰胺是一种絮凝能力非常强的絮凝剂 它的絮凝速度比阴离子型 P AM快。在油田含油污水处理时， 通常与铝盐配合使用 .但使用必须

准确控制用量。非离子

M A烯酯丙烯酸二乙胺基酯/丙烯酰胺共聚物、二甲胺基甲 型 P 作为高选择性的絮凝剂，用于使用膨润土的低固相

而使膨润土仍然保持基丙烯酰胺/丙烯酸共聚物等 .对于松香有很好的分散效钻井泥浆中.可以絮凝被钻下的岩屑 .果。乳液型的丙烯酸酯类单体的共聚物作为乳化剂亦有理分散状态。

想的分散效果。有些阳离子表面活性剂本身也是拖胶剂如

2 3高分子表面活剂在材料制备中的应用 超细粉末的制备和应用远比普通粉体复杂 .主要是由这

阳离子聚酰胺环氧氯丙烷等… f。高分子表面活性剂还可作

为浆内施胶剂表面拖胶剂涂布颜料分散剂废纸脱墨于物质超细化后 .比表面积显著增加， 其因而具有巨大的表粒子处于极不稳定状态使得具有强烈的相互吸引而助剂助留助滤剂树脂控制剂废水絮凝剂、抗油抗水面能 .剂、纸张柔软剂、造纸消泡剂和阻垢分散剂应用于造纸工达到稳定的趋势。超细粉末的团聚严重地影响了其烧结性 业。也可用作纸张助留剂、助游剂 .能极大地提高成品纸质能和其产品的应用性能，是当今超细粉末技术研究中的一个量，节约成本提高造纸厂的生产能力。 关键而急待解决的问题。

2 高分子表面活性剂在废水处理方面的应用 2[ 1 1 9

许珂敬、杨新春等 .针对用湿化学法制备氧化物陶瓷超细微粉过程中悬浮液的颗粒团聚问题评述了高分子表

当高分子表面活性剂相对分子量很高时则吸附于许多

面活性剂对颗粒团聚状态的控制作用在氧化物陶瓷微粉 悬浮液中通过调节 P H值 .使颗粒问具有较高静电效应的基础上加入高分子表面活性剂 .使颗粒间又具有空间位阻效应 .防止了颗粒问的团聚，可得到高度分散而无团聚的粉末和悬浮液。

粒子上 .在粒子之间产生架桥 .形成絮凝物 .到絮凝剂的作起用。高分子表面活性剂作为絮凝剂 .在废水处理中有着广泛的用途。

阳离子高分子表面活性剂作为絮凝剂 .主要应用于工业上的固液分离过程 .包括沉降、澄清、浓缩及污泥脱水等工艺 .应用的主要行业有：市污水处理、造纸工业食城

2 4高分子表面活性剂在制药方面的应用 J .。高分子表面活性剂作为药物制剂

辅料在传统剂型 (如

和新剂型 (剂、脂质体、微球膜品加工业、石油化工冶金工业选矿工业、染色工业和片剂乳剂、液体制剂等 )制糖工业及各种工业的废水处理。用在城市污水及肉类、泵片、滴丸共沉物 )中均有广泛的应用。高分子表面活性 使禽类、食品加工废水处理过程中的污泥沉淀及污泥脱水上 .剂的特殊性质 .其在各类药物中能够同时发挥润湿、乳

其作用各有侧重。 通过其所含的正电荷基团对污泥中的负电荷有机胶体电化增溶等作用，同时又根据剂型的不同 .性起中和作用。高分子优异的架桥凝聚功能促使胶体颗如高分子表面活性剂作为助悬剂 .是保持混悬剂物理稳定

粒聚集成大块絮状物 .从其悬浮液中分离出来 .效果明显 .性的重要辅料之~:它在两相界面形成溶剂化膜和相同电投加量少。 荷使混悬剂微粒稳定同时它还能降低分散相和溶剂间的

以利于疏水性药物润湿和分散。如以羟丙基甲基两性高分子絮凝剂用于处理带不同电荷的污染物 .另界面张力 . H MC)为助悬剂制备布洛芬混悬剂， a e经H k黏度测 k 优点是适用范围广 .酸性介质碱性介质中均可应用。对纤维素 ( P定仪测定为假塑性流体其药物含量稳定f3。此外有研究表 2I 废水中由阴离子表面活性剂所稳定的分散液乳浊液、各一

蜂蜡和卵磷脂两种助悬剂可以合用作为刺五加混悬剂中 类污泥各种胶态分散液均有较好的絮凝及污泥脱水功明，的稳定剂{。 效。该产品还可作为堵水调剖剂在油田堵水调剖作业中显示了优良的性能是近年来新发展起来的堵水调剖剂。

2 5高分子表面活性剂在采油方面的应用]

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高分子表面活性剂是一类可望用于石油开采的新材料。的研究进展[]日用化学工业 2 0 3 ( ) 3~3 J O 2 5:0 4 2利用高分子表面活性剂既有增粘能力，能降低油水界面张又[]杨树良非离子型高分子表面活性剂及其应用[] 9 J

力的特性，提高波及系数与驱油效率 .解决聚合物表面活性日用化学工业 9 ( ) 2 2 1 5: 5 8 9

0 剂复合驱体系的色谱分离效应问题。国外已有类似共聚物[ 0苑世领， 1] 徐桂英郑立强等种新型高分子表面

的报道，但分子量不高 .增粘能力不强。我实验室已开展的活性剂的破乳作用[]日用化学品科学 0 0 2 1 6 9 J 2 0 . 3 ~1 0 0大量研究工作表明 .高分子表面活性剂可使油水界面张力降[ 1刘德荣表面活性剂的合成和应用[成都四J 1] M] I【

至1 0~2mN/ m 有 5种高分子表面活性剂的复合体系能科学技术出版社 . 9 1 7 8使油水界面张力降至 1 0~3 m N/m的超低值。为了能将这 [ 2周家华淀粉苯乙烯接枝高分子表面活性剂的性 1]

J 2 0 .8 4:3 5种具有自主知识产权的新材料尽快推向工业应用，需要进一质研究[]广州化工. 0 0 2 ( ) 3~3步投入力量进行研究和开发[ 3曹亚 . 1] 李惠林，徐僖羟甲基纤维素系列高分子表面活性剂超声合成的研究[]高等学校化学学报 . 7(: J 1 9 6) 9 9 5 9 9 8 8

3结束语 .高分子表面活性剂是一种新型的很有发展前途的表面活性剂，它具有独特的性质广泛用于造纸、染料、纺织食

[ 4毛逢银， 1] 刘德荣共聚马来酸酐平平加酯盐类高分

J 2 0 2 3:品、医药、能源、材料和环保等领域但不断开发新型产子表面活性剂的合成及特性[]日用化学品科学 0 0 品以及探索研究其结构与性能之间的关系等方面 .尚有许多基础性的工作 .有待进一步地研究。因此研究其结构与8 4~ 8 6

[ 5隋卫平 . 1] 蒋晓杰翟利民等两亲性羧甲基壳聚糖衍生物的表面活性研究[]高等学校化学学报， 0 4, ( ) J 20 2 1 599~ 1 02

性能的关系 .重视新型高分子表面活性剂的研究与开发 .合成高分子量 (高粘度 )高表面活性的聚合物， 具有重要的理

论和应用价值此外开发价廉、低毒、无毒、无污染、一

[ 6唐有根 1] 蒋刚彪，谢光东新型壳聚糖两性高分子表

J 0 0 3 ( ) 3~3 3剂多效的高分子表面活性剂将是今后高分子表面活性剂的面活性剂的合成[]湖南化工 2 0 . 0 2:0 研究趋势。 [ 7郭良文高分散松香胶技术经济

问题探讨[]四』 1] J I I造纸，9 .2 1 O 1 9 1 . 9 7

参考文献：[]陈永春， 1易昌凤程时远 .高分子表面活性剂的研等究现状[]日用化学工业，9 . 5: 5 8 J 1 ( ) 2 2 9 7 []张文新张洪雷. 2董世兴壬基酚生产工艺条件研究[]精细化工 2 0 ( ) 5 3 0 J 0 0 1 9 . 0 5 4 7

[ 8张光华顾玲 1] 卢凤纪高分子表面活性剂及其在造 纸工业中的应用[]日用化学工业. O 3 2. 5 J 2 0 . 2~2 7[ 9李晶晶， 1] 徐宝财 高分子表面活性剂在废水处理中 的应用[]精细化工. 0 2 1 .O~1 2 J 2 0 .9 19 1 [ 0李凤生等化工进展， 9 4 5 4 2] 1 9 .:6 [ 1许珂敬 2]杨新春刘风春等高分子表面活性剂对氧化物陶瓷超微颗粒的分散作用[]中国陶瓷 1 9 3 ( ) J 9 . 5: 9 51~ 1 5 8

[]谢亚杰聚羧酸型表面活性剂的合成和粘度性能研 3究[]皖西学院学报 O 3 ( ) 4~4 J 2 0 1 5: 1 3 9[]曹亚 4李惠林.张爱民 c Mc型高分子表面活性剂在 固/液界面上的吸附[]物理化学学报， 9 g 1 ( 0 5~ J 1 9, 5 1 )9 2955

[]王媛， 2 2徐宝财表面活性剂在制药工业中的应用[] J

2 0,0 1 )5 6 0 []马希晨 . 5 曹亚峰，刘兆丽等阴离子型氟烃高分子表精细化工 .0 3 2 ( 0 9~6 0面活性剂[]大连轻工业学院学报， 9 . 6 1:~8 J 1 7 1 ( ) 5 9 [ 3吴志明 2] 金方 .侯惠民布洛芬混悬剂的制备及稳定

J 9 2 2 98 9 1 3[]郭延辉郭京育 . 6袁春玉高性能改性三聚氰胺减水性研究[]中国医药工业杂志 1 . ( )6~6 剂的研制及应用[]混凝土， O 3 9 ~2 J 20, 8 1 2[ 4田静 . 2] 刘建平园等蜂蜡、卵磷脂对刺五加混悬郗

[]王莉明， 二甲基二烯丙基氯化铵共聚季铵盐剂稳定性的影响[]中国药科大学学报 0 2 (】 2~ 7吴师 J 2 0 3 4 7 3 9

的合成及性能研究[]浙江大学学报 ( J 理学版 ) 2 0 . 0 3. 3 0f ) 01 0 2~2 3 2

3

01

[]曹亚 . 2 5张熙 .李惠林等高分子材料在栗油工程中的

[]黄卫东， 8王佩璋孙慧非离子系高分子表面活性剂应用与展望[]油田化学. 0 3 2 ( ) 9~9 J 2 0 .0 1:4 8

9 B IH a h 6 E I Is。 J G.tr

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