高分子表面活性劑是指相對分子質量在數(shù)千以上,具有表面活性功能的高分子化合物。與低分子表面活性劑一樣,高分子表面活性劑是由親水和疏水兩部分組成。一種是親水基由高分子鏈側基組成,而親油基為高分子主鏈的高分子表面活性劑,例如聚乙烯醇、聚丙烯酸。這類高分子表面活性劑結構與低分子表面活性劑相近,性質上也與低分子表面活性劑相類似,被稱為聚皂。聚皂與傳統(tǒng)高分子表面活性劑不同的是,其疏水基團能在水溶液中聚集形成膠束(有時又稱為疏水微區(qū))。第二種是親水親油基都在高分子主鏈上,或親油基在側鏈上,很多天然表面活性劑都是這類高分子表面活性劑,例如,海藻酸鈉、淀粉衍生物、黃蓍膠等。在水溶液中,這類高分子表面活性劑不能形成膠團而是形成聚集體,使得其在溶液中的作用不同于低分子表面活性劑。
高分子表面活性劑由于分子量大、分子鏈長、結構多樣,因此與低分子表面活性劑不同,高分子表面活性劑結構復雜,結構與表面活性劑的關系也復雜,在表面活性上也與低分子表面活性劑相差較大。例如,高分子表面活性劑在水溶液中形成的膠束和低分子表面活性劑不同,如圖1,高分子表面活性劑很難形成規(guī)則的膠團,由于分子量大,分子鏈糾纏在一起,無法像小分子表面活性劑那樣整齊排列。另外,高分子表面活性劑降低表面張力能力不明顯,但乳化性能好,增稠性好,在納米粉體分散中被用做分散劑,其分散性很好。
近年來,高分子表面活性劑在納米材料合成中的應用極為活躍,無論是納米粉體、納米粉體表面修飾、納米復合材料,還是納米結構材料都大量地使用到高分子表面活性劑,并且,合成新結構的具有聚合能力的高分子表面活性劑單體已成為合成納米結構材料的一個新的熱點。

圖1 高分子表面活性劑在溶液中的狀態(tài)
生物可降解高分子表面活性劑在生物、化學、制藥、環(huán)保上的應用也漸漸受到人們的重視,特別是在新功能結構納米材料的分子水平設計上,更多地涉及到高分子表面活性劑材料的單體合成和設計。



