论文部分内容阅读
高分子表面活性剂是指具有较高相对分子质量（10~4~10~6），同时具有亲水基团和疏水基团的物质，其单个分子体积大，空间屏蔽作用和静电斥力强，在合成纳米材料、药物运输与靶向识别等领域正在蓬勃发展。本研究在现有水性聚氨酯高分子表面活性剂合成的基础上，将阳离子结构和耐酸、耐电解质的非离子结构同时引入聚氨酯结构中，在国内研究尚属首次。论文中采用来源广泛易得、生产成本低的原料，有针对性地选择合成了疏水基团中含有苯基结构、氨基甲酸酯结构、环氧丙烷（PO）结构，亲水基团含有环氧乙烷（EO）结构或季铵盐结构的水性聚氨酯表面活性剂，并用实验方法研究了它们的水溶性、表面活性、稳定性和乳化性能等，为理论研究和实际应用提供有价值的参考，以期应用于乳液聚合、织物处理和油墨粘结料等领域。主要研究内容与结果如下：（1）以聚丙二醇（PPG）、甲苯二异氰酸酯（TDI）、N-甲基二乙醇胺（MDEA）等为主要原料，合成了三种阳离子水性聚氨酯高分子表面活性剂（YPUS），红外光谱（FTIR）验证了其化学结构，GPC测试了其相对分子量。性能研究表明，YPUS具有优良的水溶性、良好的表面活性和优良的乳化性能。其中，YPUS-8降低表面张力的能力最强，达到29 mN/m，临界胶束浓度（CMC）为3.16 g/L。（2）以不同质量比例的聚丙二醇（PPG）和聚乙二醇（PEG）为混合聚醚与甲苯二异氰酸酯（TDI）反应，合成了三种非离子型水性聚氨酯表面活性剂（FPUS），用FTIR验证了其特征官能团，用GPC测试了其相对分子量。结果显示，FPUS的表面张力主要取决于合成过程中聚乙二醇的含量，所合成的FPUS3降低表面张力的能力最强，对应的表面张力为35.4 mN/m，CMC值为1 g/L。（3）基于复配后的表面活性剂产生协同效应和增效作用这一思路出发，设计并合成了一类兼有阳离子和非离子的聚氨酯表面活性剂（YFPUS）。用FTIR和GPC对产物的分子结构与相对分子量进行了表征。性能研究结果表明，YFPUS具有优良的水溶性和显著的表面活性，乳化能力显著，同时其具有极低的起泡性能，浊点温度均在90℃以上。其中YFPUS1的表面张力为26.3 mN/m，CMC值为4.5 g/L。本实验所合成的阳-非离子聚氨酯高分子表面活性剂在聚氨酯结构中同时引入非离子和阳离子结构，相比国内其它研究所合成的阴离子或非离子聚氨酯表面活性剂，具有降低表面能力强，同时相对分子质量大的优势。