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Os surfactantes comumente utilizados são compostos de baixo peso molecular, com peso molecular de várias centenas. Com muitos tópicos em alta, como recuperação aprimorada de petróleo, a pesquisa aprofundada sobre carreadores de fármacos e liberação controlada, simulação biológica, filme LB de polímero, materiais poliméricos médicos (anticoagulantes), polimerização de loções, etc., tem diversificado cada vez mais os requisitos de alto desempenho para surfactantes. Compostos poliméricos surfactantes têm se tornado o foco da atenção.
Substâncias com peso molecular de vários milhares ou mais e atividade superficial são geralmente chamadas de surfactantes de alto peso molecular. Semelhante aos surfactantes comuns, não existe um sistema de classificação padrão para surfactantes poliméricos. De acordo com a classificação de surfactantes de baixo peso molecular com base em sua ionicidade em água, eles podem ser classificados em aniônicos, catiônicos, zwitteriônicos e não iônicos. De acordo com a formação de micelas na solução, eles podem ser divididos em surfactantes poliméricos solúveis em água e em sabão.
Polissabão
A grande maioria dos sabões é carregada, semelhante aos polieletrólitos. De fato, a maioria dos sabões é produto da modificação hidrofóbica de polieletrólitos e geralmente é insolúvel em água. Atualmente, existem vários tipos de sabões sintetizados (onde R representa alquila de cadeia longa):
Surfactante polimérico solúvel em água
Surfactantes poliméricos que não formam micelas em solução são geralmente surfactantes poliméricos solúveis em água. De acordo com suas origens, podem ser divididos em três categorias: surfactantes poliméricos naturais, semissintéticos e sintéticos.
Polímeros naturais, como diversas gomas de árvores comuns, amidos, polissacarídeos fermentados por micróbios, etc.
Polímeros semissintéticos são vários polímeros obtidos por modificação química de amido, celulose e proteína, como amido catiônico, metilcelulose, etc.
Polímeros sintéticos são obtidos pela polimerização de monômeros derivados de produtos petroquímicos, como derivados de poliacrilamida, ácido poliacrílico, etc.
Classificação de surfactantes poliméricos
De acordo com sua ionicidade na água, eles podem ser classificados em tipos aniônicos, catiônicos, zwitteriônicos e não iônicos.
Surfactante polimérico aniônico
(1) Os polímeros típicos do tipo ácido carboxílico incluem ácido poliacrílico e seus copolímeros, ácido butenóico e seus copolímeros, copolímeros de anidrido maleico de ácido acrílico e seus produtos parcialmente saponificados.
(2) Os polímeros típicos do tipo éster de sulfato incluem:
(3) Tipo de ácido sulfônico
Alguns poliestirenos sulfonados, condensados de formaldeído de ácido benzenossulfônico, condensados de formaldeído de ácido naftaleno sulfônico, polibutadieno sulfonado, etc. O lignossulfonato também é um surfactante polimérico do tipo ácido sulfônico. Surfactantes poliméricos típicos à base de ácido sulfônico incluem:
Surfactante polimérico catiônico
Sais de amina ou poliaminas, como polietilenoimina, polivinilpirrolidona, polimaleimida e seus derivados. Polímeros típicos incluem:
(2) Sal de amônio quaternário
Como poliacrilamida quaternizada, sal de polivinilpiridina, epicloridrina de polidimetilamina, etc. Surfactantes de polímeros de amônio quaternário apresentam propriedades catiônicas em meios aquosos ácidos, neutros e alcalinos. Produtos representativos incluem:
Surfactante polimérico anfotérico
As principais variedades incluem copolímero de vinil piridina acrílica, ácido acrílico, copolímero de éster acrílico catiônico, poliacrilamida anfotérica, etc., como:
Surfactantes poliméricos não iônicos
As principais variedades incluem álcool polivinílico e seus produtos parcialmente esterificados ou acetalizados, como poliacrilamida modificada, copolímero de anidrido maleico, poliacrilato, poliéter, óxido de polietileno, óxido de propileno, resina fenólica solúvel em água, resina amino, etc.
Estrutura e propriedades de surfactantes poliméricos
A atividade superficial dos surfactantes poliméricos depende da morfologia das macromoléculas em solução, que está intimamente relacionada à estrutura química anfifílica, à proporção da composição e ao peso molecular relativo das macromoléculas.
Surfactante tipo bloco
Segmentos hidrofóbicos multibloco são distribuídos na cadeia principal de macromoléculas, e um comprimento apropriado de sequência hidrofílica hidrofóbica impedirá efetivamente a autoagregação de segmentos hidrofóbicos (formando micelas de molécula única) ou agregação intermolecular (agregação de múltiplas moléculas)
Surfactante em forma de pente
Surfactantes em formato de pente apresentam as vantagens de fácil preparação e diversidade de variedades. Podem ser obtidos por homopolimerização ou copolimerização de monômeros sexuados e anfifílicos. Dependendo da posição dos grupos hidrofóbicos e hidrofílicos, eles apresentam diferentes estruturas químicas ramificadas.
Devido à presença de grupos hidrofílicos nas cadeias laterais, a agregação e a associação de segmentos hidrofóbicos são dificultadas. Mesmo nas micelas já formadas, em comparação com as micelas com núcleo compactado, o interior é relativamente solto e ainda contém um grande número de moléculas de água, exibindo, portanto, alta atividade de superfície; entretanto, devido à configuração, ramificações anfifílicas podem dificultar a ligação de cadeias principais hidrofóbicas compostas por grupos metileno e metileno, permitindo que participem da adsorção interfacial.
Pesquisas mostraram que qualquer fator que aumente a rigidez das cadeias moleculares, mantendo a solubilidade, é benéfico para o alongamento de macromoléculas na solução e pode aumentar a atividade de superfície dos polímeros.
Aplicação de surfactantes poliméricos
Aplicação na indústria de impressão e tingimento têxtil
Surfactantes poliméricos à base de poliéter são frequentemente usados como detergentes de baixa formação de espuma, emulsificantes, dispersantes, antiespumantes, agentes antiestáticos, agentes umectantes, agentes de impressão e tingimento, etc.; Álcool polivinílico e outros compostos macromoleculares são amplamente usados como espessantes e coloides protetores na preparação de auxiliares de impressão e tingimento de loções; Derivados de celulose, como carboximetilcelulose, são usados em detergentes como agentes antiincrustantes; Lignosulfonato e sulfonato condensado fenólico são usados como dispersantes para corantes insolúveis.
Horário da postagem: 09/01/2025