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以纤维素为基体的高分子表面活性剂的合成及性能研究的开题报告1. 研究背景高分子表面活性剂是一种新型的表面活性剂，其主要成分是聚合物。
相比于传统的表面活性剂，高分子表面活性剂更加环保、安全、稳定，具有更广泛的应用。
而纤维素是一种天然的高分子材料，具有良好的生物降解性、可再生性和广泛的来源，因此被广泛应用于高分子材料领域。
将纤维素和表面活性剂结合起来，可以得到一种理想的高分子表面活性剂，具有很高的应用价值。
2. 研究目的本研究旨在合成以纤维素为基体的高分子表面活性剂，并对其性能进行研究，探究其在表面处理、分散剂、稳定剂、乳化剂等领域的应用。
3. 研究内容3.1 合成以纤维素为基体的高分子表面活性剂本文计划采用改性纤维素为原料，在引入亲水性基团的同时，引入疏水性基团，通过控制疏水基团的含量和分布，制备具有表面活性和分子分散性能的高分子表面活性剂。
3.2 表征和评价合成的高分子表面活性剂本文将采用多种手段对合成的高分子表面活性剂进行表征，包括表面张力测试、浊度测试、粘度测试、形态观察等，初步评价其表面活性、分散性和稳定性。
3.3 应用研究本文将选取适合的应用领域，在不同条件下进行高分子表面活性剂的应用研究，进行性能评价和比较。
初步探究其在表面处理、分散剂、稳定剂、乳化剂等领域的应用潜力。
4. 研究意义本研究将制备一种新型的高分子表面活性剂，通过对其性能的研究和应用探究，可以开拓其广泛的应用领域，具有很高的应用价值和社会经济意义。
5. 研究方法本文将采用化学合成法进行纤维素基高分子表面活性剂的合成，采用表面张力测试、浊度测试、粘度测试、形态观察等手段对合成的高分子表面活性剂进行表征和评价，采用乳化、分散、稳定等实验来探究其应用性能。
磺酸聚醚型高分子表面活性剂的合成、表征及性能研究的开题报告1. 研究背景及意义磺酸聚醚型高分子表面活性剂具有良好的表面活性、分散、乳化和增溶等功能，在工业、科研和生活中都有着广泛的应用。
随着科学技术的不断发展，对高效、环保、低毒等方面的要求越来越高，因此磺酸聚醚型高分子表面活性剂的合成、表征及性能研究具有重要的现实意义和科学价值。
2. 研究目的本文旨在利用合成化学、物理化学等多种方法，研究磺酸聚醚型高分子表面活性剂的合成、表征及性能，并探讨其在工业、科研和生活中的应用前景，为其进一步应用和发展提供理论和技术支撑。
3. 研究内容和方案3.1 合成磺酸聚醚型高分子表面活性剂3.1.1 选择适当的原料及反应条件，采用缩醛缩合反应，合成磺酸聚醚型高分子表面活性剂。
3.1.2 对合成产物进行红外光谱分析和核磁共振分析，确定其化学结构。
3.2 表征磺酸聚醚型高分子表面活性剂3.2.1 利用表面张力计、及粒径分析仪等仪器，测定其表面张力、粒径等性能指标。
3.2.2 通过X射线衍射和扫描电镜等手段，对磺酸聚醚型高分子表面活性剂的微观结构进行表征。
3.3 磺酸聚醚型高分子表面活性剂的应用3.3.1 以环氧树脂为基材，控制磺酸聚醚型高分子表面活性剂的添加量和工艺条件，制备功能性复合材料。
3.3.2 以海水为模拟液体环境，以磺酸聚醚型高分子表面活性剂为主要成分，制备表面活性剂改性去污剂，并对其清洗效果进行评价。
4. 预期成果4.1 成功合成磺酸聚醚型高分子表面活性剂，并确定其化学结构。
4.2 在表征过程中，获得磺酸聚醚型高分子表面活性剂的物理化学性能指标。
4.3 成功将磺酸聚醚型高分子表面活性剂应用于环氧树脂的改性和表面活性剂改性去污剂的制备，并评价其效果。
4.4 对磺酸聚醚型高分子表面活性剂的合成、表征及应用进行研究和分析，为进一步的研究和应用提供理论和技术支撑。
5. 资料参考[1] 刘春红. 聚乙烯醇型磺酸聚醚酯阴离子表面活性剂的合成及表征[J]. 硅酸盐与硅酸盐技术,2008, 26(4): 672-675.[2] 李思锐, 王中林. 磺酸聚醚型高分子表面活性剂的合成及表征[J]. 药物生物技术, 2008, 15(2): 139-141.[3] 刘云. 磺酸聚醚型高分子表面活性剂的合成及表征[J]. 化学通报, 2011, 74(5): 388-391.[4] 丁海. 表面活性剂的合成及应用[M]. 北京化学工业出版社, 2007.[5] 侯东升. 界面化学手册[M]. 化学工业出版社, 2002.6. 计划进度安排6.1 第一年1. 收集磺酸聚醚型高分子表面活性剂的合成、表征及应用方面的文献，了解现有研究进展和存在的问题。
磺酸盐型高分子表面活性剂的合成及驱油性能研究磺酸盐型高分子表面活性剂的合成及驱油性能研究引言高分子表面活性剂在油田增油领域中具有广泛应用。
其中，磺酸盐型高分子表面活性剂因其结构特性和优异的表面活性而备受关注。
本文将介绍磺酸盐型高分子表面活性剂的合成方法以及其在驱油过程中的性能研究。
一、磺酸盐型高分子表面活性剂的合成方法1.1 盐基反应法盐基反应法是合成磺酸盐型高分子表面活性剂的主要方法之一。
该方法以磺酸为原料，通过与有机酸或酚类物质反应，生成磺酸盐型高分子表面活性剂。
该方法的优点是反应条件温和、反应时间短，并且反应产物纯度高。
1.2 磺酸化反应法磺酸化反应法是合成磺酸盐型高分子表面活性剂的另一种常用方法。
该方法通过将含有活性基团的高分子化合物与磺酸发生反应，可得到磺酸盐型高分子表面活性剂。
这种合成方法具有反应条件温和、反应产物纯度高等优点。
二、磺酸盐型高分子表面活性剂的驱油性能研究2.1 界面活性研究磺酸盐型高分子表面活性剂在驱油过程中的主要作用是降低油水界面张力，促进油水混合物的分散和乳化。
因此，界面活性研究是研究磺酸盐型高分子表面活性剂性能的重要手段之一。
通过测量表面张力、接触角等指标可以评估磺酸盐型高分子表面活性剂对油水界面的影响。
2.2 分散性能研究磺酸盐型高分子表面活性剂具有较高的分散性能，可以将油污染物分散到水相中，从而提高油水混合物的可分离性。
通过测量分散度、悬浮液稳定性等指标可以评估磺酸盐型高分子表面活性剂在驱油过程中的分散性能。
2.3 乳化性能研究磺酸盐型高分子表面活性剂可使油水混合物形成乳液，提高油水乳化液的稳定性。
通过测量乳液压力、浑浊度等指标可以评估磺酸盐型高分子表面活性剂的乳化性能。
结论磺酸盐型高分子表面活性剂的合成方法多样。
盐基反应法和磺酸化反应法是两种常用的合成方法。
磺酸盐型高分子表面活性剂在驱油过程中发挥着重要作用。
界面活性、分散性和乳化性是评估磺酸盐型高分子表面活性剂性能的重要指标。
高分子表面活性剂的分类、特征及应用摘要：概述了高分子表面活性剂的分类、性质、合成方法及应用,分析了其应用前景,旨在通过对高分子表面活性剂相关内容的综述和介绍,让更多的人认识和了解高分子表面活性剂。
关键词：高分子表面活性剂；分类；应用高分子表面活性剂是相对一般常言的低相对分子质量表面活性剂而言讲的,通常指相对分子质量大于1000且具有表面活性功能的高分子化合物，也有说法认为，高分子表面活性剂是指分子量达到某种程度以上(一般为103～106) 又一定表面活性的物质[5]，虽然，高分子表面活性剂分子量，甚至，高分子物质分子分子量到底多大并没有严格的界限，但总之，高分子表面活性剂相比低分子表面活性剂其分子量要大很多。
和低分子表面活性剂一样,高分子表面活性剂由亲水部分和疏水部分组成。
1951年施特劳斯把结合有表面活性官能团的聚1-十二烷基-4-乙烯吡啶溴化物命名为聚皂从而出现了合成高分子表面活性剂。
1954年美国Wyandotte公司报到了合成聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物非离子高分子表面活性剂此后具有高性能的各种高分子表面活性剂相继开发。
高分子表面活性剂具有分散、凝聚、乳化、稳定泡沫、保护胶体、增溶等性质,被广泛用作胶凝剂、减阻剂、增粘剂、絮凝剂、分散剂、乳化剂、破乳剂、增溶剂、保湿剂、抗静电剂、纸张增强剂等[1]。
因此高分子表面活性剂近年来发展迅速，目前，已成为表面活性剂的重要发展方向之一。
1.高分子表面活性剂的分类高分子表面活性剂可根据在水中电离后亲水基所带电荷分为阴离子型、阳离子型、两性离子型和非离子型四类高分子表面活性剂。
如阴离子型的高分子表面活性剂有聚甲基丙烯酸钠、羧甲基纤维素钠、缩合萘磺酸盐、木质素磺酸盐、缩合烷基苯醚硫酸脂等。
阳离子型的高分子表面活性剂有氨基烷基丙烯酸酯共聚物、改型聚乙烯亚胺、含有季胺盐的丙烯酸酰胺共聚物、聚乙烯苯甲基三甲铵盐等。
两性离子型的高分子表面活性剂有丙烯酸乙烯基吡啶共聚物、丙烯酸一阳离子丙烯酸酯共聚物、两性聚丙烯酰胺等。
表面活性剂在分散体系中的应用现状及发展趋势摘要：工业中常用的包括阴离子、阳离子、非离子、两性离子。
文章就在中的应用现状进行研究，并对的发展前景进行展望。
关键词：；；；1什么是合成表面活性物、天然活性物、固体超细粉末是三种常见的表面活性物，而合成表面活性物是我们最常用到的。
合成表面活性物也就是我们常说的工业中常用的，它包括阴离子、阳离子、非离子、两性离子。
本文对于其他两类表面活性物不做讨论。
就来说，虽然不同的具有不同的机构和极性基团，在不同的介质中其特性也有不同的表现，但是，通过对的深入研究，我们仍然可以发现其中的共同特性。
在界面上的吸附的趋向性和在各种条件下形成的具有不同结构的分子聚集体是的两个最为重要的特征。
2对于的形成的影响影响对于的形成的影响主要体现在以下两个方面：表面活性物结构对于形成的影响；表面活性物的用量对于形成的影响。
3在中的应用3.1制备在用制备胶体分散体/颗粒中的作用可以从晶体生长过程来理解。
晶体生长是一个自发的过程。
当物质在溶液中溶解度达到过饱和状态时，一个新相晶核就会出现。
在小晶核阶段，表面对体积之比很大，因此比表面能很重要。
随着晶核的长大，表面对体积之比逐渐变小，最终形成新相的自由能变得大于表面自由能，由此导致晶体随比表面能的作用的减少而自发增长。
如有存在，它可以吸附在晶核的表面，或者作为一个诱导结晶作用的中心。
这样就可以用来控制晶体的生长过程和稳定所形成的颗粒。
胶束的加溶作用影响物种的化学势，从而可能增加或减少晶体增长的速度。
此外，如果在形成的颗粒的表面有特殊的吸附(某一面或棱角)，则可改变晶体的最终结构的形成。
在异相成核制备高分子乳胶分散体中起重要作用。
在乳状液聚合中，有机单体在非溶剂(常为水)中用乳化，而把引发剂溶解在连续相中。
晶体成长过程可在膨胀胶束(微乳)中进行。
如前所述，此种方法在制备纳米颗粒中应用甚广。
在分散均相乳液聚合中，反应物单体、引发剂和溶剂(水和非水)在初始处于一个均相分散体中，随着聚合过程的进行，高分子从反应连续相中分离出来，反应以异相反应的方式来进行。
高分子表面活性剂的发展及应用现状高分子表面活性剂的发展及应用现状石油是最重要的能源与工业原料之一,目前我国一些大油田已进入注水采油后期,如何提高石油采收率具有十分重大的意义。
兼具增粘和表面活的高分子表面活性剂是一种潜在的驱油剂。
但人们通常认为分子量高将导致界面活性降低,与原油的界面张力难以降低到超低值,这些传统观念限制了高分子表面活性剂在驱油方面的应用。
近年来,随着分子设计技术的发展,合成了一批高界面活性的高分子表面活性剂,高分子表面活性剂是指分子量达到某种程度以上(一般为103~106)又有一定表面活性的物质。
由于高分子表面活性剂兼具有增粘性和表面活性,因此在石油开采、涂料工业、医药、化妆品、蛋白质等领域中有巨大的应用前景。
高分子表面活性剂的开发始于1950年，最早使用的有淀粉、纤维素及其衍生物等天然水溶性高分子表面活性剂。
1951年Stauss将含有表面活性基团的聚合物-聚乙烯(十二烷基)吡啶命名为聚皂，从而出现了合成高分子表面活性剂。
1954年，美国wyandotte公司报道了合成聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物非离子高分子表面活性剂。
此后，各种具有多种功能的合成高分子表面活性剂被相继开发出来，并广泛应用于诸多领域。
通常，把由亲水基团和疏水基团两部分组成、具有较强表面活性和较高分子量(103-106)的大分子称为高分子表面活性剂。
高分子表面活性剂分子结构的共同特点是分子量大且含有极性和非极性两部分[1]。
正是这种两亲性的结构使得高分子表面活性剂可以在界面吸附和在溶液中聚集。
高分子表面活性剂既属于高分子科学的研究范畴，也是胶体与界面科学的主要研究对象。
近年来，应用高分子表面活性剂模板模拟生物矿化、合成纳米材料、调控药物传输及靶向识别等的研究正在蓬勃发展。
可以预见，随着科学与技术的进步，高分子表面活性剂必将展现出更为广阔的应用前景。
高分子表面活性剂具有很强的界面吸附能力，而且其在界面上的吸附不像低分子表面活性剂那样易受物理因素的影响。
全球表面活性剂原料及产品最新发展现状(二)赵永杰【摘要】概述了目前全球主要表面活性剂产品的生产与市场情况,重点介绍了非离子、阴离子、阳离子及其他类型产品以及烷基苯、脂肪醇、棕榈油、棕榈仁油等主要原料的产出、产值和消费情况.结合全球主要组织机构行业数据,指出了以天然油脂和烷基苯为主要原料,以磺化、乙氧基化、氨基化为代表的表面活性剂产品依然是未来一段时间行业发展趋势.【期刊名称】《中国洗涤用品工业》【年(卷),期】2019(000)002【总页数】7页(P68-74)【关键词】表面活性剂;原料;产品;市场;现状;发展趋势【作者】赵永杰【作者单位】中国洗涤用品工业协会表面活性剂专业委员会,山西太原,030001【正文语种】中文【中图分类】TQ423（上接2018年第12期第82页）3 产品生产与市场全球主要表面活性剂品种包括：阴离子、阳离子、非离子、两性及其他特殊类产品。
2016年全球表面活性剂产量约合2300万t，其中阴离子产出接近1100万t，占比47.83%；阳离子产出135万t，占比5.87%；非离子产出920万t，占比40%；其他类型产品产出约合145万t，占比6.30%。
根据PCSD 2017报告数据，2016年全球表面活性剂市场份额超过425亿美元，2020年将达到540亿美元，年均复合增长为5.5%。
其中，2016年阴离子表面活性剂市场份额占比约合40%，市值接近170亿美元；非离子产品市场比重超过35%，市值合计150亿美元；阳离子占比6.4%，市值超过27亿美元；两性离子超过4.2%，市值超18亿美元；其他类型表面活性剂约合14.1%，市值超过60亿美元（图20所示）。
图20 2016年全球表面活性剂主要产品市场份额占比生物质表面活性剂（Bio-surfactant）作为一种高附加值、高性能和绿色环保可持续发展产品，近几年发展尤为迅速，不完全统计，2016年全球生物质表面活性剂需求量达到43万t，年均复合增长超过4.3%，产值超过20亿美元，预计到2020年，全球生物质表面活性剂需求量达到45万t，产值超过23亿美元。
十二烷基苯磺酸钠对疏水缔合两性聚合物的性能影响韩利娟;马盼盼;陈洪;叶仲斌【摘要】使用激光光散射仪、流变仪研究了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)对疏水缔合两性聚合物的溶液性能影响.结果表明,盐浓度较低时,溶液粘度随表面活性剂浓度的增加出现先增加后下降的过程;盐浓度过高时,表面活性剂在盐水中析出.表面活性剂对聚合物溶液的弹性模量具有较大的影响,对粘性模量的影响较小.表面活性剂对聚合物的流体力学半径＜Rh＞和聚合物的表观重均分子量Mw均有较大影响.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2014(043)003【总页数】4页(P442-445)【关键词】疏水缔合两性聚合物;SDBS;光散射;流变性;盐水;聚集行为【作者】韩利娟;马盼盼;陈洪;叶仲斌【作者单位】西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,四川成都610500;西南石油大学化学化工学院,四川成都610500;西南石油大学化学化工学院,四川成都610500;西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,四川成都610500;西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,四川成都610500;西南石油大学化学化工学院,四川成都610500【正文语种】中文【中图分类】TQ65;O63两性聚合物是分子链上同时含有阴离子和阳离子基团的高分子［1］。
由于静电吸引作用，两性聚合物在分子链内和分子链间产生键合作用，导致其分子链收缩，分子构象较为紧密、粘度小。
而在盐水溶液中，这种键合作用被小分子盐屏蔽、破坏，高分子与溶剂相互作用能力增强，分子构象变得舒展，粘度增大，呈现明显的反聚电解质溶液行为，即随着溶液中盐浓度的增加，聚合物的粘度也随之增加［2-3］。
由于两性聚合物的特殊结构，其溶液粘度具有一定的盐增稠性［3］。
而普通聚合物溶液通常随着盐浓度的增加，粘度出现明显下降，因此，近年来两性聚合物的研究在国内外引起了广泛的关注，其中研究较多的是磺酸型聚甜菜碱和羧酸型聚甜菜碱［4-5］。
表面活性剂驱油效率的影响因素研究舒政;丁思家;韩利娟;王蓓;李碧超【摘要】A series of performance of three surfactants was measured at 83℃, including the interfacial rntension,emulsification capacity and the ability to change the wettability of reservoir rock. The effect of these three performances for oil displacement efficiency was studied by the low permeability core flooding experiment. The results showed that the oil-water interfacial tension of the surfactant DL-S was reduced to 10-3 mN/m, HL-Y/NNR showed excellent emulsifying properties, and GZ-16 had good wetting properties, when the concentration was 1000 mg/L; in the flooding experiment,HL-Y/NNR enhanced oil recovery rate to a maximum of12.91% ,followed by the DL-S. In comparsion,the minimal impact was the ability to change the wettability for oil displacement efficiency.%在83℃下测定了3种表面活性剂DL-S、HL-Y/NNR、GZ-16的油水界面张力、乳化能力以及改变油藏岩石润湿性的能力.利用低渗透岩心驱油实验研究表面活性剂的这3种特性对驱油效率的影响.结果表明,表面活性剂的浓度在1 000 mg/L时,DL-S的油水界面张力达到10-3mN/m超低数量级,HL-Y/NNR表现出较为优越的乳化性能,GZ-16具有较好的润湿性能.在驱油实验中,具有最好乳化性能的HL-Y/NNR提高采收率的幅度最大为12.91％,其次为具有超低界面张力的DL-S,相较而言,改变润湿性的能力对驱油效率的影响最小.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2012(041)006【总页数】5页(P1032-1036)【关键词】表面活性剂;驱油效率;低渗透油藏;乳化性;界面张力【作者】舒政;丁思家;韩利娟;王蓓;李碧超【作者单位】西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,四川成都610500;西南石油大学化学化工学院,四川成都610500;西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,四川成都610500;西南石油大学化学化工学院,四川成都610500;西南石油大学化学化工学院,四川成都610500;西南石油大学化学化工学院,四川成都610500【正文语种】中文【中图分类】TE357.46我国低渗透油藏有着丰富的储量，目前我国已探明的低渗透油田地质储量为141×108t，占全部探明地质储量的49.2%，低渗透油藏的开发已成为石油开发的主力战场，在我国占有重要的战略地位，但是低渗透油藏储量动用程度不高，提高低渗透油藏原油采收率的潜力巨大［1-2］。
文章编号:1000-2634(2003)04-0062-04高分子表面活性剂的研究现状韩利娟1,陈洪1,蒋珍菊1,罗平亚2(1.西南石油学院化学化工学院,四川南充637001;2.西南石油学院)摘要:概述了近年来高分子表面活性剂研究的主要进展及现状,包括天然改性及化学合成类高分子表面活性剂。
天然改性高分子表面活性剂主要介绍了纤维素类。
纤维素类的改性是将带长链烷基的疏水性物质接枝到纤维素链段上,使其具有两亲特性来提高表面活性。
目前超声波法是制备纤维素类高分子表面活性剂的一种新途径。
对于化学合成类,由于单体种类选择和组成变化范围广,且合成手段多,因此品种较多。
化学合成类的主要合成方法有两亲单体均聚、亲油/亲水单体共聚及在水溶性较好的大分子物质上引入两亲单体。
目前,高分子表面活性剂领域的研究仍进展缓慢,在合成同时具有超高分子量和高表面活性的问题上还值得深入研究。
关键词:高分子表面活性剂;表面活性;增粘性;综述中图分类号:O647.2 文献标识码:A引 言高分子表面活性剂是指分子量达到某种程度以上(一般为103~106)又有一定表面活性的物质[1]。
由于高分子表面活性剂兼具有增粘性和表面活性,因此在石油开采[2]、涂料工业、医药、化妆品[3]、蛋白质[4]等领域中有巨大的应用前景。
高分子表面活性剂按离子类型划分,可分为阴离子型、阳离子型、两性离子型和非离子型四大类。
按来源划分,可分为天然高分子表面活性剂、天然改性高分子表面活性剂及合成高分子表面活性剂[5]。
最早使用的高分子表面活性剂有淀粉、纤维素及其衍生物等天然水溶性高分子化合物,它们虽然具有一定的乳化和分散能力,但由于这类高分子化合物具有较多的亲水性基团,故其表面活性较低。
1951年Stauss合成了聚皂,1954年第一种商品化高分子表面活性剂问世[6],此后各种合成高分子表面活性剂相继开发并应用于各种领域。
1 天然及改性高分子表面活性剂天然高分子物质,如水溶性蛋白质、树脂,是有名的保护胶体,现在仍在大量应用[7]。
从动植物分离、精制或经化学改性而制得的半合成高分子表面活性剂[5]也大量出现。
天然类高分子表面活性剂的种类较多,有纤维素类、淀粉类、腐植酸类、木质素类、聚酚类、单宁和栲胶、植物胶和生物聚合物等[8]。
纤维素类高分子表面活性剂[9,11-24]是这类高分子表面活性剂中研究较多的一种。
近年来纤维素类高分子表面活性剂日益受到重视,因此有必要介绍纤维素类高分子表面活性剂的研究状况。
将水溶性纤维素衍生物开发用作高分子表面活性剂是近20年来高分子表面活性剂的一个十分重要的研究和发展方向。
与一般合成高分子表面活性剂相比,纤维素类高分子表面活性剂不仅可在一定条件下显示出与之相当的增稠、分散、成膜、粘结和保护胶体等特性,而且还普遍具有其难以具备的可生物降解性、使用安全性和丰富的原材料。
一般的水溶性纤维素衍生物由于其分子量较高且其大分子链中缺少与亲水基团相匹配的疏水性基团,致使其表面活性难以提高[5,7,9,10]。
通常需要在适当条件下,通过高分子化学反应,将带长链烷基的疏水性物质接枝到纤维素链段上,使其具有两亲的特性。
中科院院士徐僖教授、孙杨宣[9,24]、曹亚[11-22]等人分别从分子设计的角度出发,提出并进行了含亲水/亲油两亲链段纤维素类高分子表面活性剂的研究。
制备时,采用了超声共聚合成新方法,即首先通过超声波辐照作用,使原料水溶性纤维素衍生物第25卷 第4期 西南石油学院学报 Vol.25 No.4 2003年 8月 Journal o f Southwest P etroleum Institute Aug 2003收稿日期:2002-07-29作者简介:韩利娟(1975-),女(汉族),陕西蓝田人,在读博士生,主要从事水溶性高分子的研究。
降解形成大分子自由基,然后由此引发具有双亲结构的表面活性大单体(及第三单体)反应,再进而制备出兼具良好表面活性和较高分子量(Mw =3~11 104)的改性纤维素共聚物。
所用表面活性大单体包括壬基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯(ANP n ,n 为氧乙烯链节数)、十二烷基醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯(AR 12EO n )、硬脂酸聚氧乙烯醚丙烯酸酯(AR 18EO n ),第三单体为苯乙烯(St)或甲基丙烯酸甲酯(MMA)。
孙杨宣[9]利用HEC 在超声波辐照下降解形成的大分子自由基,引发ANP n (n =4)与MMA 发生聚合,可制得具有高表面活性、一定粘度的含双亲链段的HEC 类共聚物,这种新型高分子表面活性剂的最低表面张力29.8m N/m,最低界面张力1.66mN/m,1%(w t)水溶液表观粘度8.07mPa s (25 、1.92s -1下测定)。
曹亚等人[12]通过在超声波作用下产生的CM C 大分子自由基,引发AR 12EO n 或ANP n 反应得到的二元共聚物以及引发AR 12EO n 和St 反应得到的三元共聚物,其分子量在104~105之间,具有较高分子量,同时也具有较高的表面活性,0.5%(w t)浓度下表面张力为30mN/m,油水界面张力为1~2mN/m (如表1、表2),CMC 系列高分子表面活性剂分子结构式为:OOHOHO a CH 2CH b CO(CH 2CH 2O)nR2O CH 2COON a注:a b;n =3,7,9,20;R =C 12H 25表1 含双亲链段纤维素类表面活性剂的性能共聚物活 性大单体/%分子量M w ( 10-4)特 性粘度[ ]/(ml/g )表面张力 /(m N/m)界面张力 /(mN/m)(0.5%)CMC AR 12EO 334 3.1817029.3 2.062CMC AR 12EO 9357.0614830.6 1.692CMC AR 12EO 203811.116632.3 1.511CMC ANP 739/16630.3 1.920CMC AR 12EO 9 S t26/12030.01.428共聚物的表面活性受单体的种类、组成、投料、超声反应时间、溶液温度等因素影响,其水溶液粘度则与分子量和胶束直径有关,其中表面活性大单体用量对共聚物性能影响较大。
研究发现[18-19],这些共聚物在溶液中可出现双临界胶束浓度,在低浓度区存在多分子胶束,具有增溶和乳化作用,在醇和胺类助表面活性剂存在下能与油溶性物质形成微乳液。
表2 AN P 7用量对HEC A NP 7 M M A共聚物性能的影响ANP 7/ml 特性粘度[ ]/(ml/g)表面张力/(mN/m)界面张力/(mN/m)表观粘度 a /m Pa s 012.048.2 2.80/0.512.553.5 2.48 2.101.016.244.5 2.66 2.201.5/35.2 2.00 4.402.020.029.8 1.668.072.521.642.5 2.52/3.023.550.82.166.70曹亚等人[14]将超声波法合成的含双亲链段纤维素类表面活性剂与用化学法(铈盐引发)接枝聚合生成的带长链的共聚物作了比较,发现前者溶液粘度较高、表面张力较小、溶解性较好。
研究认为:前者是兼有嵌段和等长接枝链的共聚物,后者为有等长接枝链的梳型共聚物,结构不同导致性能差异。
Dider Cochin [25]等人在研究甲基丙烯酸酯类高分子表面活性剂时,也得出了高分子的几何结构直接影响表面活性的结论。
由此看出,超声波法为制备性能优良的纤维素类高分子表面活性剂提供了新的途径。
2 化学合成类高分子表面活性剂在能源工业(强化采油、燃油乳化、油/煤乳化)、涂料工业(无皂聚合、高浓度胶乳)、膜科学(仿生膜、LB 膜)等的强大需求的推动下,合成类高分子表面活性剂研究有了新的进展,开发出了性能良好的氧化乙烯 硅氧烷共聚物、乙烯亚胺共聚物、乙烯基醚共聚物、烷基酚 甲醛缩合物 氧化乙烯共聚物等品种[26]。
化学合成类高分子表面活性剂的合成手段较多,一般来说,可使用两亲单体均聚,或由亲油/亲水单体共聚,还可以在水溶性较好的大分子物质上引入两亲单体而制得[27]。
单体的种类选择和组成的变化范围较广。
合成类高分子表面活性剂具有分散、乳化、增溶、增稠等能力,毒性小,可用作分散稳定剂、乳化剂、破乳剂、药物增溶剂、保湿剂、洗涤剂、水处理剂等[28]。
与低分子表面活性剂相比,它的优点是溶液粘度高,成膜性好,其缺点是降低表面张力能力差,63第4期 韩利娟等: 高分子表面活性剂的研究现状表面活性伴随着分子量提高急剧下降。
常用的高分子表面活性剂,如聚乙烯醇[6](M w=(2~8) 104,水解度为83.9%)的表面张力只有50mN/m(1.0 %,25 )。
近年来,由2 恶唑啉开环聚合制备的均聚物或嵌段共聚物,1%水溶液的表面张力多低于30mN/ m(室温),文献[29]报道这类聚合物分子量均低于1 104,分子量增大后能否保持高表面活性,尚有待研究。
徐坚[30]等采用自由基聚合法得到丙烯酰胺 表面活性大单体 离子型单体共聚物,具有较高分子量(约105)和较高表面活性,在一定程度上突破了分子量高则表面活性差的传统结论。
例如:表面活性大单体脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯(AEO n A)、丙烯酰胺(AM)和甲基丙烯酸钠(NaMAA)三元共聚物1%水溶液的表面张力不依赖于分子量及共聚物组成,在一定的大单体或离子型单体含量范围内,表面张力呈现很低的值。
表3列出了组成基本相同、两亲性支链长度不同的共聚物1%水溶液的表面张力值。
聚合物分子结构通式为:CH2CHaCH2C ONH2CH b CH2C cC OO(CH2CH2O)m C x H2x+1CH3COO Na表3 不同支链长度的A M/AEO n A/N aM M A 共聚物1%水溶液的表面张力值(25 )共聚物组成/m ol% AEO n A NaMAAAEO3A/(mN/m)[ ]/(ml/g)AEO9A/(m N/m)[ ]/(ml/g)AEO20A/(m N/m)[ ]/(ml/g)4~10027.3146.327.954.027.761.01.6013.7//29.172.327.665.53.3013.427.3197.630.0139.830.9111.46.4611.130.5175.731.360.0//*共聚物粘均分子量范围:(2.2~8.4) 105徐坚[30]还对共聚物降低油水界面张力的能力进行了分析。
认为含短链或中等长度支链的共聚物在水溶液中分子线团半径(R )越小,则界面活性越高,油水界面张力越小,而含长支链的共聚物分子线团越小,界面活性反而越低,结果如表4所示。
西南交通大学齐琳琳[31]等采用超声波对聚乙烯醇(PVA)、丙烯酸甲脂(MA)和丙烯酸聚乙二醇酯(PEGA)进行三元共聚,对共聚产物的临界胶团浓度(CM C)、表面张力和界面张力进行了研究,探讨了共聚物与系列低分子表面活性剂的相互作用,得出PVA M A PEGA表面活性剂随亲油单体MA含量的增加,共聚物分子疏水性增加,CMC下降。
