[发明专利]一种芳香族超支化聚合物表面活性剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明提供了一种超支化聚合物表面活性剂及其制备方法，特别涉及一种芳香族超支化聚合物表面活性剂的制备方法。

背景技术

超支化聚合物是一类高度支化的大分子，其结构虽不如树枝状聚合物完美，但其物理性质和化学性质与树枝状聚合物比较相近，例如，末端都有大量的活性官能团、良好溶解性、熔融粘度低、无链缠结等。另外，超支化聚合物的合成不需要严格的保护/去保护步骤，比树枝状聚合物的合成简单，有可能实现大规模工业化生产，具有很大的应用潜力，因此人们对超支化聚合物的研究表现出了很大的兴趣。通过表面接枝反应，利用亲水或疏水链段与超支化聚合物末端官能团之间反应，得到以超支化聚合物为核、外围链段为壳的超支化聚合物表面活性剂。超支化聚合物表面活性不同于传统的小分子表面活性剂以及常见的聚合物表面活性剂，其不但具有优异的表面活性而且拥有超支化聚合物独特的空穴结构，使其在应用于传统的润湿、洗涤、乳化和增溶等方面拥有很大的优势。目前，只有少量关于超支化聚合物表面活性剂的相关研究报道，如于飞等研究了一种树枝状聚醚表面活性剂，发现其拥有较好的表面活性，同时改变该聚醚表面活性剂的结构可以得到拥有最佳表面活性的树枝状聚醚表面活性剂，相应其最低表面张力可以达到25mN·m^-1。曲红杰等研究了一种非离子型超支化聚合物表面活性剂在原油破乳中的应用，王俊等报道了一种超支化聚醚型表面活性剂并研究了其的表面活性，同时对其浊点测定为33.5℃。目前现有技术的脂肪族超支化聚醚型表面活性剂的浊点较低，本发明合成一种芳香族超支化聚合物表面活性剂结构中拥有芳环，而使其在水中可以保持比较稳定的分子存在，从而具有较高的浊点。

发明内容：

本发明的目的在于制备一种芳香族超支化聚合物表面活性剂。本发明采用的制备方法是：采用“准一步法”合成端羟基超支化聚合物，然后直接利用疏水链段，通过与超支化聚合物末端官能团之间的化学反应，得到以超支化聚合物为核、外围链段为壳的超支化聚合物表面活性剂。通过调节疏水链段和超支化聚合物的用量比可以得到多端亲水疏水的超支化聚合物。

为得到上述芳香族超支化聚合物表面活性剂，本发明采用的技术方案是：

一种芳香族超支化聚合物表面活性剂的制备方法，其特征在于：依次包括如下步骤：

1) 芳香族端羟基超支化聚合物的合成：按照摩尔比为1︰3～1︰20的比例，将多羟基单体和没食子酸溶解于吡啶中，同时加入反应物总质量的1％～6％的催化剂，在80～130℃下反应2～6小时，得黄色透明溶液，10～30KPa下减压除去溶剂吡啶，得到淡黄色粘稠物质即为芳香族端羟基超支化聚合物；

2) 超支化聚合物表面活性剂的合成：将上述合成的芳香族端羟基超支化聚合物与长链饱和脂肪酸混合，其中端羟基超支化聚合物的羟基与长链酸羧基的摩尔比为1︰2～2︰1，加入吡啶溶解反应物，再加入反应物总质量1％～6％的催化剂，在90～150℃下反应3～8小时得到粗产物,将得到的粗产物溶于氯仿，再将溶液滴加至去离子水中沉淀，其中氯仿与去离子水的用量之比为1︰2～1︰5，取下层溶液于10～30KPa下减压除去溶剂氯仿，得到的淡黄色固体即为芳香族超支化表面活性剂。

如上1)所述的多羟基单体包括三羟甲基丙烷，三羟甲基乙烷，季戊四醇，丙三醇，环糊精，多羟基环烷或多羟基糖。

如上1)和2)所述的催化剂为浓硫酸，对甲苯磺酸或钛酸正丁酯。

如上2)所述的长链饱和脂肪酸为包含8～22个碳的饱和脂肪酸，所述饱和脂肪酸包括辛酸、壬酸、葵酸、十一酸、月桂酸、十四酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸或山嵛酸。

一种利用上述方法制备的芳香族超支化聚合物表面活性剂。

相对于现有技术，本发明的芳香族超支化聚合物表面活性剂，既拥有传统表面活性剂所拥有的表面特性，同时也可以改善目前脂肪族超支化聚醚型表面活性剂浊点较低的缺点。此外，本发明所述的芳香族超支化聚合物表面活性剂结构中的芳环结构在水中具有较好的自我稳定性，因此在利用其作为乳化剂时可以达到较好的乳化分散作用，而其特有的多端亲水/疏水的结构使其具有较好的润湿性能以及优异的表面活性。

本发明综合超支化聚合物的独特结构特性以及化学特性得到一种新型超支化聚合物表面活性剂，有望改善目前超支化表面活性剂应用中性能诸多不足之处，如产物的浊点较低等缺点。

附图说明

图1为实施例1所制备芳香族超支化聚合物表面活性剂的红外光谱图；