[发明专利]一种高分子表面活性剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种表面活性剂，具体地涉及一种高分子表面活性剂及其制备方法，属于高分子聚合技术领域。

背景技术

表面活性剂(surfactant)，是指加入少量能使其溶液体系的界面状态发生明显变化的物质。具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列。表面活性剂的分子结构具有两亲性：一端为亲水基团，另一端为疏水基团；亲水基团常为极性基团，如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐，羟基、酰胺基、醚键等也可作为极性亲水基团；而疏水基团常为非极性烃链，如8个碳原子以上烃链。表面活性剂分为离子型表面活性剂(包括阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂)、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂、复配表面活性剂、其他表面活性剂等。

表面活性剂的一个显著特征是即使在很低的浓度时，也会使水溶液的表面张力或油水体系的界面张力发生降低，并在达到一定浓度时使界面张力降低到恒定值。界面张力降得越多，表面活性就越大。所谓界面张力就是使液体表面尽量缩小的力，也可认为是作用于液体分子间的一种凝聚力的表现。表面分子由于受液体内部分子凝聚力的影响，被比较强烈地引向内部，因而表面积尽量缩小。

高分子表面活性剂是分子量在数千以上且具有表面活性的物质。与低分子表面活性剂相比，高分子表面活性剂具有很好的分散、乳化、增稠、稳定以及絮凝等性能，在增黏剂、絮凝剂、分散剂、乳化剂、破乳剂、增溶剂、保湿剂、抗静电剂、纸张增强剂等方面有广泛的应用。根据分子结构及制备方法分类，高分子表面活性剂主要可以分为接枝型共聚物、嵌段型共聚物以及无规型共聚物。其中对分子量可控、分子量分布较窄、分子结构与组成可设计的嵌段型共聚物的研究是高分子研究领域中最富有意义且具有挑战性的工作之一。结构明确的嵌段共聚物会表现出一系列优异的性质，比如在选择性溶剂中，嵌段聚合物能够发生缔合形成胶束。因此其不但在高分子溶液理论方面，而且在乳液聚合、生命科学、药学和材料科学等领域也有广泛的应用前景。

活性自由基聚合为制备具有可控结构和预期性能的嵌段型高分子表面活性剂提供了一个较好的途径。人们对嵌段型高分子表面活性剂的研究正在不断深入，开发新的品种和新的合成方法仍是当前研究的热点。由于嵌段型高分子表面活性剂在作为乳液聚合用乳化剂方面具有广阔的前景，因此对于它的合成和应用将越来越受到国内外研究者的重视。

发明内容

本发明为解决上述问题，本发明提供了一种利用阴离子聚合的制备方法，合成了一种分子量分布窄、分子量可控、分子量高的高分子表面活性剂。其合成工艺路线如下：

(1)不锈钢聚合釜通氩气除氧，然后称取29.6-33.7g甲基丙烯酸、21.3-25.6g甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、13.2-14.5g马来酸酐、200-300ml环己烷依次加入不锈钢聚合釜。密闭反应体系，并以50-100r/min的转速搅拌1-2h。

(2)称取5.6-7.5g正丁基锂，加入反应体系，并将温度逐渐升至50-60℃。

(3)反应4-6h后，加入10-20ml浓度为0.1mol/L的盐酸水溶液终止反应，并以过量的去离子水清洗3-5遍。

(4)置入真空干燥箱，烘干后即为本发明高分子表面活性剂。

(5)经表征，分子量为1.5×10⁷-1.5×10⁷。

其分子结构如下：

其中，n＞43000。

有益效果

(1)本发明制备的高分子表面活性剂是利用阴离子聚合而成的，具有分子量分布窄、分子量可控、分子量等优点，经表征，分子量分布M_w/M_n分子量＞10⁷。

(2)本发明制备的高分子两性表面活性剂，一方面可以避免游离胺的存在，另一方面，具有极好的增稠作用。本发明的高分子两性表面活性剂不含游离胺，作用温和，泡沫丰富，增稠性好，易冲水，适合于配制各类洗涤护理产品、造纸行业及污水处理行业。

具体实施方式

下列实施实例是对发明的进一步说明，但本发明不仅限于此。

实施例1一种高分子表面活性剂，其合成工艺路线如下：

(1)不锈钢聚合釜通氩气除氧，然后称取33.7g甲基丙烯酸、21.3g甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、14.5g马来酸酐、200ml环己烷依次加入不锈钢聚合釜。密闭反应体系，并以100r/min的转速搅拌1h。

(2)称取5.9g正丁基锂，加入反应体系，并将温度逐渐升至50℃。