高分子物理 高分子链的远层结构 PU.ppt

聚氨酯高分子表面活性剂的研究进展 报告人：余旺旺 一、高分子表面活性剂概述 1、定义 高分子表面活性剂通常是指相对分子质 量大于1000 且具有表面活性功能的高分子化 合物,分子链段由亲水部分和疏水部分组成。 　Chern C S ,et a1. Prog Polym Sci 2006 ,31 : 443 2、高分子表面活性剂的特点 含有高分子表面活性剂的溶液粘度高、 成膜性好； 具有很好的分散、增稠、稳定以及絮凝等性能； 低毒或无毒的,具有环境友好性； 降低表面张力和界面张力的能力较弱,且表面活性随分子量的升高急剧下降,但是当疏水基上引入氟烷基或硅烷基时,其降低表面张力的能力显著增强; 在低浓度时,仍然是有效的; 具有很长的聚氧乙烯或多糖链,并且能够在界面上停留,因此高分子表面活性剂对于分散体系是很有效的位阻稳定剂,对于固体表面来说则是有效的除垢剂。 3、聚氨酯高分子表面活性剂 高分子表面活性剂的种类繁多,主要包括丙烯酸 物、马来酸共聚物、聚乙烯亚胺、聚乙烯基醇、聚 乙烯基醚以及聚氨酯(Polyurethane) ,其中聚氨酯高 分子表面活性剂作为一类新型的高分子表面活性剂, 不但分子结构易于调整,而且还具有良好的生物相容 性、物理机械性、耐寒性、弹性以及耐有机溶剂等 性能,从而受到人们广泛的青睐。 　Sugano S , Shigeyoshi K.Macromol Symp. 2006 ,239 :51. 二、聚氨酯表面活性剂的种类 聚氨酯表面活性剂按照其在反应体系中 所起的作用不同,可分为非反应型聚氨酯表面 活性剂和反应型聚氨酯表面活性剂。 非反应型聚氨酯表面活性剂是指其作用于 特定体系时,并不与体系中的其它组分发生化 学键合的一类聚氨酯表面活性剂。 1.非反应型聚氨酯表面活性剂 Kim等使用聚四氢呋喃二醇、2 ,4-甲苯二异氰酸酯为原料,二羟甲基丙酸 (DMPA) 为扩链剂,甲基丙烯酸-β-羟乙酯(HEMA) 封端制备出具有如上结构 的聚氨酯表面活性剂。 这种聚氨酯表面活性剂用于吸附含水土层中的有机污 染物,与传统的小分子表面活性剂相比,它不仅在较大的浓度范围内都可以起到吸附有机物、净化土壤的作用, 而且它不容易被含水土层所吸收,仅仅需要少量的洗液 就可以从土壤中回收。 Cheong 等用聚环氧丙烷PPG-750 (PPG-2000) 、异佛尔酮二异氰酸酯( IPDI) 、二羟甲基丙酸(DMPA)制备出具有如下重复结构的聚氨酯表面活性剂大分子单体: 研究表明,传统的小分子表面活性剂很难溶于芘中,但这种聚氨酯表面活性剂却 显示了良好的溶解性, 其中PUR - 2000 要优于PUR - 750 ,并且加入电解液后, 溶解能力增加。这种差异可能是聚氨酯大分子单体结构不同以及亲疏水链段 不同造成的。但是由于分子量较大,该聚氨酯表面活性剂的表面活性要比小分子 表面活性剂低。 Eid 等利用甲基二异氰酸酯(TDI) 、不同分子量的聚乙二醇和蓖麻油为原料,用乙二醇封端制备了一系列聚氨酯表面活性剂,制备过程如下所示 该表面活性剂以分子链中的聚乙二醇链段作为亲水部分,而TDI 的苯环和蓖麻油的脂肪链则作为憎水亲油部分 　2、反应型聚氨酯表面活性剂 1.γ-ray 引发聚合反应的反应型聚氨酯表面活性剂 这种方法是通过γ-ray 引发自由基聚合,将聚氨酯表面活性剂分子以化学键的方式接到胶粒上。 2. 化学引发剂引发聚合反应的反应型聚氨酯表面活性剂 这种方法一般是将不饱和双键引入聚氨酯表面活性剂大分子单体中,在引发剂的作用下,利用结构中的双键与其它单体进行自由基聚合,从而将聚氨酯大分子单体引入其它聚合物结构中。 Zhang等以2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI) 为硬段、聚环氧丙烷( PPG) 为软段、二羟甲基丙酸(DMPA) 为扩链剂、甲基丙烯酸-β-羟乙酯(HEMA) 封端制备出了具有以下结构的反应型聚氨酯表面活性APUA 朱再盛等采用一缩二乙二醇、甲苯二异氰酸酯(TDI) 、甲基丙烯酸-β-羟乙酯(HEMA) 、亚硫酸钠为原料,制备得到分子链一端为不饱和双键,另一端为亲水基团的聚氨酯表面活性剂 Shim等采用聚乙二醇、六亚甲基二异氰酸酯先制备出异氰酸根封端的聚氨酯大分子单体,然后加入丙烯酰胺封端,从而将双键引入聚氨酯分子链端,得到反应型聚氨酯表面活性剂