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·1022·                            精细化工   FINE CHEMICALS                                  第 36 卷

                 传统的表面活性剂，用量大，结构简单，且表                          司；4-二甲氨基吡啶（质量分数 99%）、结晶紫（质
                       [1]
            面功能单一 。而高分子型表面活性剂，由于结构                             量分数 99%），上海迈瑞尔化学技术有限公司；苯乙
            设计的多样性，用量少，性能优越，逐渐成为研究                             烯-马来酸酐共聚物（SMA，含 MA 的质量分数为
                 [2]
            热点 。尤其是对于两亲性的聚羧酸盐类表面活性                             29%），工业品，克雷威利（广州）化工有限公司；
            剂，既具有一般表面活性剂的亲疏水性，还存在静                             丙二醇单甲醚醋酸酯（PMA，质量分数 99%），北
            电斥力和空间位阻作用，因而，在体系中各因素协                             京百灵威科技有限公司；氢氧化钠、氯化氢、苯、
            同作用下，聚羧酸盐类表面活性剂表现出优越的表                             高氯酸、乙酸酐、邻苯二甲酸氢钾、环己烷，AR，
            面活性    [3-4] 。                                     国药集团化学试剂有限公司；直径 0.6 mm 的氧化锆
                 苯乙烯-马来酸酐共聚物（SMA）是一类廉价的、                       球珠；染料：C.I 分散橙 30（质量分数 99%），上海
            多功能的高分子材料          [5-6] 。由于其主链中含有多个酸              安诺其纺织化工有限公司。
            酐基团，可以与醇类、胺类等发生开环反应，调控                                 Spectrum Two 型傅里叶变换红外光谱仪，美国
            引入支链的功能基团、分子量得到不同类型的梳状                             PE 公司；Nano-ZS 型纳米粒度仪，英国马尔文公司；
            聚羧酸盐类 产物         [7] 。近 年来，聚乙 二醇单甲醚                AV400M 型核磁共振波谱仪，德国布鲁克公司；
            （MPEG）是作为 SMA 酯化改性常用的亲水链，改                         MARS 型流变仪，德国 HAAKE 公司；DSA30 型接
            性后的产物具有良好的表面活性，多被用于农药、                             触角分析仪，德国克吕士公司；Eclipse E400POL 型
            水处理、水泥、煤炭以及颜料领域                 [8-9] 。Ran [10] 等利  扫描电子显微镜，日本尼康公司；RW20 型机械搅
            用 MPEG 改性 SMA 的产物 SMA-g-MPEG 应用于                   拌器、T18 型数显高速均质机，德国 IKA 公司。
            Al 2 O 3 的分散，得到稳定的 Al 2 O 3 悬浮液。Ran       [11] 等   1.2    合成及产率测定
            还研究了 SMA-g-MPEG 的侧链分子量对 CaCO 3 悬                   1.2.1    合成步骤
            浮液分散性能的影响，结果证实带有适中链长的改                                 在装有温度计、导管和球形冷凝管的 50 mL 三
            性 SMA 具有更好的分散性能。Xu             [12] 等也通过 SMA       口烧瓶中加入 21.9 g（0.0398 mol）MPEG550 和 6.5 g
            酯化改性得到超支化的聚苯乙烯-马来酸酐共聚物，                            （0.0398 mol）IA，0.256 g（0.0021 mol）催化剂（4-
            并应用于颜料的分散，结果表明超支化的梳状结构                             二甲氨基吡啶），通氮气去除烧瓶中的空气，升温至
            对颜料具有较高的分散效率。这些研究说明了改性                             120 ℃，反应直至不再产生气体，得到棕色透明液体，
            SMA 的梳状结构与性能之间存在紧密的联系。对于                           即带有伯氨基的活性支链 IP550，产率为 79.3%。参
            MPEG 酯化改性 SMA，由于长链醇的羟基与酸酐的                         照 IP550 的合成工艺，选择相对分子质量分别为 200、
            反应活性不高，反应时间长             [13] ，因此提高支链的反            400、750 的 MPEG 与 IA 反应，得到另外 3 种链长的
            应活性以及增加改性产物与分散介质间的疏水作用
                                                               活性支链化合物，依次命名为 IP200、IP400 和 IP750。
            力一直是该领域的研究重点。                                          在装有温度计、气球装置和恒压滴液漏斗的100 mL
                 本文以靛红酸酐（IA）         [14] 为连接基，将 MPEG
                                                               三口烧瓶中，先按反应体系的固含量为 30%加入丙
            与 SMA 相连，由于连接基中含有苯环结构，使得产                          二醇单甲醚醋酸酯作为溶剂，称量 25  g  SMA 加入
            物的空间位阻以及对疏水性表面的吸附作用增强，
                                                               反应体系，升温至 60 ℃，直至 SMA 完全溶解。依
            有利于产物在溶液中梳状结构的伸展。通过设计产
                                                               据支链与 SMA 中马来酸酐（MA）的物质的量比为
            物的结构，考察支链长度对产物乳化、分散、降黏、
                                                               0.5∶1 向体系中缓慢滴加 24.5 g（0.0445 mol）IP550，
            润湿性能的影响，对探究高分子表面活性剂的结构                             升温至 140 ℃，反应 2 h，得到产物 SMA-IP550。
            与性能的关系有着重要的意义               [15-16] ，也促进了改性            通过减压蒸馏，去除多余溶剂，再称量产物质
            聚羧酸盐类助剂在更广泛领域中的应用。
                                                               量 10%的氢氧化钠固体，根据配制目标产物固含量
                                                               为 20%加入去离子水，调节加热温度为 60 ℃，直至
            1    实验部分
                                                               产物完全溶解，得到水溶性的改性 SMA-IP550。参
            1.1    试剂与仪器                                       照 SMA-IP550 的合成工艺，分别使用活性支链
                 靛红酸酐（质量分数 97%），国药集团化学试剂                       IP200、 IP400 和 IP750 对 SMA 进行改性，得到的产
            有限公司；聚乙二醇单甲醚（MPEG，M n =200、400、                    物依次命名为 SMA-IP200、SMA-IP400 和 SMA-IP750。
            550、750），AR，梯希爱(上海)化成工业发展有限公                       合成路线如下所示：
   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21