上海得利化工助劑有限公司告訴您：表面活性劑的發(fā)展方向？

1.烷基磷羧酸鹽（AEC）工業(yè)化制造

表面活性劑應(yīng)人類要求正向著溫和、易生物降解和多功能性，強(qiáng)調(diào)使用安全、生態(tài)保護(hù)和提高效率的方向發(fā)展。例如：烷基醇醚羧酸鹽（AEC）是8O年代以來(lái)，發(fā)達(dá)國(guó)家積極研究開發(fā)的優(yōu)質(zhì)表面活性劑熱點(diǎn)品種，它與烷基多苷和醇醚磷酸單酯同被稱為“表面活性劑90年代的綠色品種”。

圖1 表面活性劑結(jié)構(gòu)示意圖

（4）生物降解性能優(yōu)異。烷基醚羧酸鹽國(guó)內(nèi)的應(yīng)用市場(chǎng)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家，隨著環(huán)保意識(shí)的不斷加強(qiáng)和人民物質(zhì)文化水平的不斷提高，這類集溫和、易生物降解和多功能性于一身的表面活性劑，在金屬加工領(lǐng)域內(nèi)，將發(fā)揮更大作用。

2.新一代表面活性劑Gemini

現(xiàn)已經(jīng)合成的低聚表面活性劑有二聚體、三聚體和四聚體等，其中最引人注目的是二聚體，結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖1，二聚表面活性劑最早被合成于1971年[4-5]，后因其結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)而被形象地命名為Gemini（英文是雙子星之意）表面活性劑。

表面活性劑Gemini（或稱dimeric）提高了表面活性。與當(dāng)前為提高表面活性而進(jìn)行的大量嘗試，如添加鹽類、提高溫度或?qū)㈥庪x子表面活性劑與陰離子表面活性劑混合相比較，Gemini表面活性劑是概念上的突破，因而被譽(yù)為新一代的表面括性劑。

圖2 炔醇類Gemini表面活性劑

離子相當(dāng)緊密的連接，致使其碳?xì)滏滈g更容易產(chǎn)生強(qiáng)相互作用，即加強(qiáng)了碳?xì)滏滈g的疏水結(jié)合力，而且離子頭基間的排斥傾向受制于化學(xué)鍵力而被大大削弱，這就是Gemlrd表面活性劑和單鏈單頭基表面括性劑相比較，具有高表面括性的根本原因。另一方面。在兩個(gè)離子頭基問(wèn)的化學(xué)鍵聯(lián)接不破壞其親水性，從而為高表面活性的C~mini表面活性劑的廣泛應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。通過(guò)化學(xué)鍵聯(lián)接方法提高表面活性和以往通常應(yīng)用的物理方法不同，在概念上是一個(gè)突破。Genfini表面活性劑的優(yōu)良性質(zhì)：

離子型Gemini表面活性劑的特征性質(zhì)：

（1）更易吸附在氣/液表面，從而更有效地降低水溶液表面張力。

（2）更易聚集生成膠團(tuán)。

（3）Gemini降低水溶液表面張力的傾向遠(yuǎn)大于聚集生成膠團(tuán)的傾向，降低水溶液表面張力的效率是相當(dāng)突出的。

（4）具有很低的Krat~相轉(zhuǎn)移點(diǎn)。

（5）對(duì)水溶液表面張力的降低能力和降低效率而言，Gemini和普通表面活性劑尤其是和非離子表面活性劑的復(fù)配能產(chǎn)生更大的協(xié)同效應(yīng)。

（6）具有良好的鈣皂分散性質(zhì)。

（7）在很多場(chǎng)合，是優(yōu)良的潤(rùn)濕劑。

Gemini表面活性劑正在成為世界膠體和界面科學(xué)領(lǐng)域各主要小組的研究方向。

3.AB型嵌段高分子表面活性劑

涂料中顏填料的分散先后使用過(guò)聚磷酸鹽、硅酸鹽、碳酸鹽等無(wú)機(jī)分散劑，傳統(tǒng)小分子表面活性劑和聚羧酸鹽、聚丙酸酸鹽等高分子化合物。高分子化合物主要利用空間位阻使顏填料顆粒穩(wěn)定，效果好于小分子表面活性劑的靜電排斥作用。研究表明，在眾多類型的高分子分散劑中，效果最好、效率最高的是AB型嵌段高分子表面活性劑。從分子結(jié)構(gòu)上看，AB型嵌段高分子就是超大號(hào)的表面活性劑，A嵌段和B嵌段分別類似于表面活性劑的親水頭基和疏水尾鏈。AB嵌段高分子表面活性劑在顏填料表面采取尾型吸附形態(tài)，A嵌段是親顏料的錨固基團(tuán)，B嵌段是親溶劑的溶劑化尾鏈。A嵌段可以是酸、胺、醇、酚等官能團(tuán)，通過(guò)離子鍵、共價(jià)鍵、配位鍵、氫鍵及范德華力等相互作用吸附在顆粒表面，由于含有多個(gè)吸附點(diǎn)，可以有效地防止分散劑分子脫附，使吸附緊密且持久。B嵌段可以是聚醚、聚酯、聚烯烴、聚丙烯酸酯等基團(tuán)，分別適用于極性和非極性溶劑。典型的AB嵌段型高分子表面活性劑結(jié)構(gòu)如圖3所示。穩(wěn)定顆粒主要依靠B嵌段形成的吸附層產(chǎn)生的空間位阻作用，所以對(duì)作為溶劑化尾鏈的B嵌段的長(zhǎng)度和均一性有極高的要求，希望可以形成厚度適中且均一的吸附層，如果B段過(guò)長(zhǎng)，可能會(huì)起架橋作用，引起分散體系黏度增加，甚至絮凝沉淀。通常認(rèn)為位阻層的厚度為20nm時(shí)，可以達(dá)到最好的穩(wěn)定效果。

圖3 AB嵌段型高分子表面活性劑

合成分子結(jié)構(gòu)明確和相對(duì)分子質(zhì)量可控的AB型嵌段高分子表面活性劑是涂料分散助劑的發(fā)展方向，這需要用到受控聚合技術(shù)。但僅有BYK、Ciba、Rhodia等少數(shù)幾個(gè)公司擁有受控聚合技術(shù)。深圳海川公司正在開發(fā)的新型分散劑也是AB型嵌段高分子表面活性劑。

4.Bola型表面活性劑

Bola型表面活性劑是由兩個(gè)極性頭基用一根或多根疏水鏈連接鍵合起來(lái)的化合物，它因形似南美土著人的一種武器Bola（一根繩子的兩端各連接一個(gè)球）而得名，最簡(jiǎn)單的Bola型表面活性劑結(jié)構(gòu)如圖3所示。典型的締合型增稠劑如圖4所示。

圖4 Bola型大分子表面活性劑

分子兩端的疏水基團(tuán)起締合作用，相當(dāng)于Bola型表面活性劑的2個(gè)端頭基，是增稠的決定因素，通常是油基、十八烷基、十二烷苯基、壬酚基等。親水鏈相當(dāng)于Bola型表面活性劑的連接鏈，能提供化學(xué)穩(wěn)定性和黏度穩(wěn)定性，常用的是聚醚，如聚氧乙烯及其衍生物。締合型增稠劑的分子鏈?zhǔn)峭ㄟ^(guò)聚氨酯基團(tuán)來(lái)擴(kuò)展的，所用聚氨酯有IPDI、TDI和HMDI等。這

樣的分子結(jié)構(gòu)使締合型增稠劑分子可以像大分子表面活性劑一樣形成膠束，親水端與水分子以氫鍵締合，疏水端與乳液粒子、表面活性劑等的疏水結(jié)構(gòu)吸附締合在一起，在水中形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，達(dá)到增稠的效果。

5.Dendrimer型表面活性劑

Dendrimer就是樹枝狀大分子，它是從一個(gè)中心核分子出發(fā)，由支化單體逐級(jí)擴(kuò)散伸展開來(lái)的結(jié)構(gòu)，或者由中心核、數(shù)層支化單元和外圍基團(tuán)通過(guò)化學(xué)鍵連接而成的。已經(jīng)有聚醚、聚酯、聚酰胺、聚芳烴、聚有機(jī)硅等類型。樹枝狀大分子的特性是其分子結(jié)構(gòu)規(guī)整，分子體積、形狀和末端官能團(tuán)可在分子水平上設(shè)計(jì)與控制，因此成為高分子學(xué)科的熱門課題。按照需求對(duì)其端基進(jìn)行改性，就得到相應(yīng)的樹枝狀大分子表面活性劑。樹枝狀大分子也引起涂料界的關(guān)注，開發(fā)出該種類型的分散劑、交聯(lián)劑和專用樹脂等。樹枝狀表面活性劑用作涂料分散劑有兩方面優(yōu)勢(shì)，首先，通過(guò)對(duì)其端基修飾，可以產(chǎn)生多個(gè)顏料親和基團(tuán)，加強(qiáng)與顏料的相互作用。其次，由于分子結(jié)構(gòu)一致，且形狀近似橢球形，在分散體系中比較容易獲得較低黏度。超支化聚氨酯用聚乙二醇或環(huán)氧丙烷共聚物改性，是一種新型的高固體分、溶劑性或水性涂料的顏料分散劑。以商品化的超支化聚酯、聚酯-酰胺、聚乙烯亞胺為骨架，加以改性開發(fā)的核-殼型顏料錨固機(jī)制的分散劑，其優(yōu)點(diǎn)是在低黏度下具有顏料分散穩(wěn)定性。

6.低泡或無(wú)泡表面活性劑

低泡或無(wú)泡表面活性劑就是在原有的表面活性劑基礎(chǔ)上進(jìn)行改性，使其原有的發(fā)泡基團(tuán)失去或降低發(fā)泡性，也有用異構(gòu)醇加EO和PO進(jìn)行嵌段來(lái)調(diào)節(jié)泡沫大小生產(chǎn)而成的。市場(chǎng)有低泡表面活性劑LT-601，無(wú)泡表面活性劑8550、8551。

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