一般的に使用される界面活性剤は、ほとんどが分子量数百の低分子量化合物です。 オイル回収の強化、薬物担体と制御放出、生物学的シミュレーション、ポリマー LB フィルム、医療用ポリマー材料 (抗凝固剤)、ローション重合など、多くのホットな分野での詳細な研究により、界面活性剤の要件はますます高まっています。多様化・高性能化が進み、界面活性剤ポリマーが注目されています。
一般に、分子量が数千以上で界面活性を持つ物質を高分子界面活性剤と呼びます。 通常の界面活性剤と同様に、高分子界面活性剤には標準的な分類がありません。 一般に、低分子界面活性剤の分類と水中でのそれらのイオン特性によれば、それらはアニオン性、カチオン性、双性イオン性、および非イオン性界面活性剤に分類できます。 溶液中でミセルが形成されているかどうかによって、ポリソープと水溶性高分子界面活性剤に分けることができます。
ポリソープ
ポリソープの大部分は帯電しており、これは高分子電解質に似ています。 実際、ほとんどのポリソープは、一般に水に不溶な高分子電解質の疎水性修飾の生成物です。 現在、以下のタイプのポリソープが合成されています（式中、Rは長鎖アルキルを表します）。
水溶性高分子界面活性剤
溶液中でミセルを形成しない高分子界面活性剤は、一般に水溶性高分子界面活性剤である。 その源によると、それは天然、半合成、および合成高分子界面活性剤に分けることができます。
各種ガム、デンプン、微生物発酵多糖類等の天然高分子；
半合成ポリマーは、デンプン、セルロース、およびタンパク質の化学修飾によって得られるさまざまなポリマーであり、カチオン性デンプン、メチルセルロースなどがあります。
合成ポリマーは、ポリアクリルアミド誘導体、ポリアクリル酸などの石油化学由来の重合性モノマーの重合によって得られるポリマーです。
高分子界面活性剤の分類
水中でのイオン特性に応じて、陰イオン、陽イオン、両性イオン、非イオンのタイプに分類できます。
アニオン性高分子界面活性剤
(1)代表的なカルボン酸系高分子としては、ポリアクリル酸及びその共重合体、酪酸及びその共重合体、アクリル酸無水マレイン酸共重合体及びそのけん化物の一部が挙げられる。
(2) 典型的な硫酸塩型ポリマーは次のとおりです。
(3) スルホン酸型には、部分スルホン化ポリスチレン、ベンゼンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、スルホン化ポリブタジエンなどがあります。リグノスルホン酸もスルホン化高分子界面活性剤の一種です。 代表的なスルホン酸系高分子界面活性剤は以下の通りです。
カチオン性高分子界面活性剤
(1) ポリビニルイミン、ポリビニルピロリドン、ポリマレイミドおよびその誘導体などのアミン塩またはポリアミン。 代表的なポリマーは次のとおりです。
(2) 四級化ポリアクリルアミド、ポリビニルピリジニウム塩、ポリジメチルアミン エピクロルヒドリンなどの四級アンモニウム塩。 代表的な製品は次のとおりです。
両性高分子界面活性剤
主な品種には、アクリル酸ビニルピリジン共重合体、アクリル酸、カチオン性アクリル酸共重合体、両性ポリアクリルアミドなどがあります。
非イオン性高分子界面活性剤
主な品種には、ポリビニルアルコールおよびその部分エステル化またはアセタール化製品、たとえば変性ポリアクリルアミド、無水マレイン酸共重合体、ポリアクリレート、ポリエーテル、ポリエチレンオキシド、プロピレンオキシド、水溶性フェノール樹脂、アミノ樹脂などがあります。
高分子界面活性剤の構造と性質
高分子界面活性剤の界面活性は、溶液中の高分子形態に依存し、分子形態は、高分子の両親媒性化学分子構造、組成比、高分子の相対分子量などの要因と密接に関連しています。
ブロック界面活性剤
マルチブロックの疎水性セグメントは、高分子の主鎖に分布しています。 適切な疎水性親水性配列の長さは、疎水性セグメントの自己会合 (単一分子ミセルの形成) または分子間会合 (多分子会合) を効果的に防ぎます。
櫛型界面活性剤
くし形界面活性剤は、調製が容易で種類が豊富であるという利点があります。 例えば、両性および両親媒性モノマーの単独重合または共重合によって得られる界面活性剤は、疎水基および親水基の異なる位置に応じて、異なる分岐鎖化学構造を示します。
分岐鎖には親水性基があり、疎水性鎖セグメントの凝集と会合を妨げているため、生成されたミセルでも、一般にタイトなコアが形成されたミセルと比較して、内部は比較的ルーズであり、まだ多くのミセルがあります。水分子の、高い表面活性を持つことができます。 同時に、両親媒性分岐鎖は、その立体配置により、メチレンとメチレンからなる疎水性主鎖の会合を防ぎ、界面の吸着に関与することができます。
この研究は、分子鎖の剛性を高める要因は、溶液中の高分子の伸長を助長し、溶解性を維持するという前提でポリマーの表面活性を改善する可能性があることを示しています。
高分子界面活性剤の応用
製薬業界でのアプリケーション:
ブロックおよびグラフトポリマー界面活性剤は、その優れた表面活性により、医薬品担体、薬物乳化剤、分散可溶化剤、湿潤剤など、製薬業界で広く使用されています。さらに、ポリマー界面活性剤は、相として薬物分析でも広く使用されています。薬物合成における移動触媒。
石油産業での応用:
製造された原油には固形パラフィンが含まれており、これが原油の流動性を低下させ、この種の硬化性高粘度油の製造、貯蔵、輸送、加工およびその他のプロセスに一定の困難をもたらします。 この問題は、原油の流動点降下剤や流動性向上剤を添加することで解決できます。 油溶性ポリマー界面活性剤の分散性は、流動性向上剤をさらに改善し、輸送および貯蔵中の燃料油中のパラフィンの沈殿の形成を防ぐことができます。
織物印刷および染色産業での応用:
ポリエーテルポリマー界面活性剤は、低泡洗剤、乳化剤、分散剤、消泡剤、帯電防止剤、湿潤剤、印刷および染色剤などとしてよく使用されます。 ポリビニルアルコールおよびその他の高分子化合物は、ローション印刷および染色助剤の調製における増粘剤および保護コロイドとして広く使用されています。 カルボキシメチルセルロースなどのセルロース誘導体は、再汚染を防ぐために洗剤として使用されます。 不溶性染料の分散剤として、リグニンスルホン酸塩、フェノール縮合スルホン酸塩が使用されています。
製紙業界での応用:
ポリマー界面活性剤は、紙の特性を改善し、抄紙機の効率を改善する上でのその独特かつ重要な役割のために、近年ますます注目を集めています。 いくつかの研究では、マレイン酸モノエステルは、相対分子量の異なるポリエチレングリコールと無水マレイン酸から調製され、アクリル酸と重合してマレイン酸モノエステルとアクリル酸コポリマーを生成することが示されています。 脱墨効果は抜群です。