含聚醚基团阴离子表面活性剂对PMMA表面润湿性的影响

摘要

为了探索同时具有聚氧异丙烯基团（PO）和聚氧乙烯基团（EO）的延展型表面活性剂分子在聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）表面的润湿性调控机制，对5种具有PO基团和EO基团的阴离子延展型表面活性剂十八烷基-（聚氧异丙烯）_m-（聚氧乙烯）_n-羧酸钠（C_(18)PO_mEO_nCOONa,m=5、10、15和n=5、10、15）溶液在PMMA表面的润湿性进行测试分析，考察了PO基团、EO基团和表面活性剂浓度对表面张力（γ_(LV)）和接触角（θ）的影响，并计算黏附张力（γ_(LV)cos θ）、黏附功（W_A）和固液界面张力（γ_(SL)）等吸附参数。结果表明：表面活性剂浓度小于临界胶束浓度（CMC）时，C_(18)PO_mEO_nCOONa分子在溶液-空气界面和PMMA-溶液界面吸附，导致γ_(LV)降低，疏水烷基链朝向水相，导致γ_(SL)升高，两者共同作用导致θ不发生变化，维持在约75°；浓度大于CMC时，C_(18)PO_mEO_nCOONa分子在溶液-空气和PMMA-溶液界面同时达到饱和吸附，吸附参数趋于稳定；进一步增大浓度，C_(18)PO_mEO_nCOONa分子通过疏水相互作用在PMMA-溶液界面形成聚集体，亲水基团朝向水相，导致γ_(SL)迅速减小，θ急剧降低，C_(18)PO_5EO_(15)C的θ可降低至约43°。随着PO基团数量的增加，C_(18)PO_mEO_nCOONa在CMC时的γ_(LV)和高浓度时的θ逐渐升高；而随着EO基团数量的增加，γ_(LV)和θ几乎不发生变化。

关键词

延展型表面活性剂 / 润湿性 / 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA) / 聚氧异丙稀基团(PO) / 聚氧乙烯基团(EO)

基金资助

国家重点研发计划资助项目（2019YFA0708700）