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I tensioattivi comunemente utilizzati sono composti a basso peso molecolare, con un peso molecolare di diverse centinaia. Con molti argomenti di attualità come il recupero avanzato del petrolio, la ricerca approfondita su vettori di farmaci e rilascio controllato, simulazione biologica, film polimerici LB, materiali polimerici medicali (anticoagulanti), polimerizzazione di lozioni, ecc., ha requisiti sempre più diversificati e ad alte prestazioni per i tensioattivi. I composti polimerici tensioattivi sono diventati al centro dell'attenzione.
Le sostanze con un peso molecolare di diverse migliaia o più e un'attività superficiale sono solitamente definite tensioattivi ad alto peso molecolare. Analogamente ai tensioattivi ordinari, non esiste un sistema di classificazione standard per i tensioattivi polimerici. In base alla classificazione dei tensioattivi a basso peso molecolare in base alla loro ionicità in acqua, possono essere classificati in anionici, cationici, zwitterionici e non ionici. A seconda della formazione di micelle in soluzione, si può distinguere tra tensioattivi saponosi e tensioattivi polimerici idrosolubili.
Polisapone
La stragrande maggioranza dei saponi è carica, in modo simile ai polielettroliti. Infatti, la maggior parte dei saponi è il prodotto della modificazione idrofobica dei polielettroliti ed è generalmente insolubile in acqua. Attualmente esistono diversi tipi di saponi sintetizzati (dove R rappresenta un alchile a catena lunga):
Tensioattivo polimerico solubile in acqua
I tensioattivi polimerici che non formano micelle in soluzione sono generalmente tensioattivi polimerici idrosolubili. A seconda della loro origine, possono essere suddivisi in tre categorie: tensioattivi polimerici naturali, semisintetici e sintetici.
Polimeri naturali come varie gomme comuni degli alberi, amidi, polisaccaridi fermentati microbicamente, ecc.;
I polimeri semisintetici sono vari polimeri ottenuti mediante modificazione chimica di amido, cellulosa e proteine, come l'amido cationico, la metilcellulosa, ecc.;
I polimeri sintetici si ottengono polimerizzando monomeri derivati da prodotti petrolchimici, come derivati della poliacrilammide, acido poliacrilico, ecc.
Classificazione dei tensioattivi polimerici
In base alla loro ionicità in acqua, possono essere classificati in tipi anionici, cationici, zwitterionici e non ionici.
Tensioattivo polimerico anionico
(1) I polimeri tipici di tipo acido carbossilico includono l'acido poliacrilico e i suoi copolimeri, l'acido butenoico e i suoi copolimeri, i copolimeri di anidride maleica dell'acido acrilico e i loro prodotti parzialmente saponificati.
(2) I polimeri tipici del tipo estere solfato includono:
(3) Tipo di acido solfonico
Alcuni polistirene solfonato, condensato di formaldeide dell'acido benzensolfonico, condensato di formaldeide dell'acido naftalensolfonico, polibutadiene solfonato, ecc. Il lignosolfonato è anche un tensioattivo polimerico di tipo acido solfonico. Tipici tensioattivi polimerici a base di acido solfonico includono:
Tensioattivo polimerico cationico
Sali di ammina o poliammine come polietilenimmina, polivinilpirrolidone, polimaleimmide e loro derivati. I polimeri tipici includono:
(2) Sale di ammonio quaternario
Come la poliacrilammide quaternizzata, il sale di polivinilpiridina, la polidimetilammina epicloridrina, ecc., i tensioattivi polimerici di ammonio quaternario mostrano proprietà cationiche in mezzi acquosi acidi, neutri e alcalini. Tra i prodotti rappresentativi figurano:
Tensioattivo polimerico anfotero
Le principali varietà includono il copolimero acrilico vinil piridina, l'acido acrilico, il copolimero estere acrilico cationico, la poliacrilammide anfotera, ecc., come:
Tensioattivi polimerici non ionici
Le principali varietà includono l'alcol polivinilico e i suoi prodotti parzialmente esterificati o acetalizzati, come la poliacrilammide modificata, il copolimero di anidride maleica, il poliacrilato, il polietere, l'ossido di polietilene, l'ossido di propilene, la resina fenolica idrosolubile, la resina amminica, ecc.
Struttura e proprietà dei tensioattivi polimerici
L'attività superficiale dei tensioattivi polimerici dipende dalla morfologia delle macromolecole in soluzione, che è strettamente correlata alla struttura chimica anfifilica, al rapporto di composizione e al peso molecolare relativo delle macromolecole.
Tensioattivo di tipo blocco
I segmenti idrofobici multiblocco sono distribuiti sulla catena principale delle macromolecole e una lunghezza appropriata della sequenza idrofobica idrofila impedirà efficacemente l'autoaggregazione dei segmenti idrofobici (formando micelle a molecola singola) o l'aggregazione intermolecolare (aggregazione multimolecolare)
Tensioattivo a forma di pettine
I tensioattivi a forma di pettine presentano il vantaggio di essere facili da preparare e di essere disponibili in diverse varietà. I tensioattivi possono essere ottenuti per omopolimerizzazione o copolimerizzazione di monomeri sia sessisti che anfifilici. A seconda della posizione dei gruppi idrofobici e idrofili, presentano diverse strutture chimiche ramificate.
A causa della presenza di gruppi idrofili sulle catene laterali, l'aggregazione e l'associazione dei segmenti idrofobici sono ostacolate. Anche nelle micelle già formate, rispetto alle micelle centrali più compatte, l'interno è relativamente lasso e contiene ancora un gran numero di molecole d'acqua, mostrando quindi un'elevata attività superficiale; nel frattempo, a causa della configurazione, i rami anfifilici possono ostacolare il legame delle catene principali idrofobiche composte da metilene e gruppi metilenici, consentendo loro di partecipare all'adsorbimento interfacciale.
La ricerca ha dimostrato che qualsiasi fattore che aumenti la rigidità delle catene molecolari mantenendone la solubilità è benefico per lo stiramento delle macromolecole nella soluzione e può migliorare l'attività superficiale dei polimeri.
Applicazione dei tensioattivi polimerici
Applicazione nell'industria tessile della stampa e della tintura
I tensioattivi polimerici a base di polietere sono spesso utilizzati come detergenti a bassa schiumosità, emulsionanti, disperdenti, antischiuma, agenti antistatici, agenti bagnanti, agenti di stampa e tintura, ecc.; l'alcol polivinilico e altri composti macromolecolari sono ampiamente utilizzati come addensanti e colloidi protettivi nella preparazione di ausiliari per la stampa e la tintura di lozioni; i derivati della cellulosa come la carbossimetilcellulosa sono utilizzati nei detergenti come agenti antivegetativi; il lignosolfonato e il solfonato di condensato fenolico sono utilizzati come disperdenti per coloranti insolubili.
Data di pubblicazione: 09-01-2025