收稿日期：672009-04-21多聚甘油脂肪酸酯型防雾剂的研究Study on Antifogging Agents of Polyglycerol Fatty Acid Esters基金项目：“十一五”国家科技支撑项目(2007BAE52B01-2)乔国华，刘学民， 倪邦庆， 杨 禄 Qiao Guohua, Liu Xuemin, Ni Bangqing, Yang Lu - 江南大学化学与材料工程学院，江苏 无锡 214122 - School of Chemical and Material Engineering, Jiangnan University, Wuxi 214112, China摘　要 : 将多聚甘油脂肪酸酯应用于防雾剂配方中，对聚乙烯（PE ）薄膜接触角、透光率等防雾性能指标进行检测。

结果表明：含有十聚甘油单月桂酸酯 0.5%、羧甲基纤维素钠（CMC ）0.25%、聚乙烯醇 (PVA)0.05%的防雾剂性能最佳。

Abstract : A series of antifogging agents based polyglycerol fatty acid esters were prepared. Theantifogging performance indexes of the PE films contained those antifogging agents, such as the contact angle and the light transmittance were tested and compared. The results showed that the antifogging performances of the antifogging agent composed of decaglyceryl monolaurate 0.5%, CMC 0.25% and PVA 0.05% were optimal.关键词 : 聚甘油脂肪酸酯；防雾剂；防雾性能Key words : Polyglycerol fatty acid ester; Antifogging agent; Antifogging performance文章编号：1005-3360（2009）06-0067-03随着现代农业的发展，农业科技的应用越来越受到重视，大棚栽培在许多农村地区被采用，由此带动了塑料农膜的推广应用。

我国农膜应用已超过50万t ，覆盖面积达1 000万亩以上。

但是，农膜应用有一个严重的问题，土壤中蒸发出的水蒸汽会附着在薄膜的内表面，减弱了阳光的射入，影响了棚内温度的升高，降低农作物的光合作用效率，影响其产量。

为解决上述问题，需要对薄膜进行防雾滴处理，使薄膜表面形成水膜并流下，提高阳光的透射率，增强光合作用，提高地温，使作物提前播种，生长过程缩短，提高产量。

防雾剂按表面活性剂类型可分为阳离子型、阴离子型、非离子型和两性型。

其中，两性型和阳离子表面活性剂热稳定性不好，易分解，且价格稍贵，实用价值低；阴离子表面活性剂的亲水性太强，防雾持续时间短；非离子表面活性剂热稳定性好，防雾持续时间长，适合用作防雾剂[1-3]。

1 防雾原理聚乙烯（PE ）膜表面上的防雾剂，主要成分是表面活性剂，其分子中既带有亲水基，又带有疏水基。

其亲油基一端向内附着于PE 膜上，亲水的一端朝外，暴露于膜表面，这样就使PE 膜具有亲水的表面，水在膜表面接触角变小，接近于0°，使水汽无法凝结成水滴，从而达到防雾的目的[4]。

多聚甘油脂肪酸酯具有优良的表面活性，且绿色无毒，越来越多的被应用到各类助剂当中。

其具有较长的碳链结构和众多的羟基，因而具有合适的亲油和亲水性能。

多聚甘油脂肪酸酯在防雾剂配方中的应用，将有利于防雾剂新配方的研究探索，提高防雾性能。

相对于其他类防雾剂，多聚甘油脂肪酸酯型防雾剂具有初期效果明显、防雾持续时间长、低温与高温效果俱佳的特点。

2 实验部分2.1原料与助剂十聚甘油单月桂酸酯、三聚甘油单油酸酯、六聚甘油单油酸酯、三聚甘油油酸三酯、二聚甘油硬脂酸一倍半酯、三聚甘油单硬脂酸酯、六聚甘油硬脂酸六酯，化学纯，上海露露食品配料有限公司；助剂文献标识码 : A中图分类号 :T Q314.2468多聚甘油脂肪酸酯型防雾剂的研究羧甲基纤维素钠（CMC ），化学纯 ，国药集团化学试剂有限公司；聚乙烯醇 (PV A)，化学纯 ，国药集团化学试剂有限公司；聚乙烯薄膜，市售。

2.2 仪器与设备接触角检测仪，JY-82,承德大华试验机有限公司；可见光分光光度计，722N ，上海精科实业有限公司；数码生物显微镜，XSP-8CZ ，广州粤显光学仪器有限公司；数显恒温水浴锅，HH-S4，金坛医疗仪器厂。

2.3 溶液配制依次秤取上述聚甘油脂肪酸酯0.25g ，于100ml 容量瓶中定容，标号1a~7a ；然后对应秤量0.25g 某聚甘油脂肪酸酯、0.25g 羧甲基纤维素钠(CMC)和0.05g 聚乙烯醇(PV A)于100ml 容量瓶中定容，标号1b~7b ，所有容量瓶于50℃恒温水浴锅中加热，震摇，溶解。

表1 防雾剂溶液编号Tab.1 The serial number of antifogging agent solution聚甘油脂肪酸酯种类单组分溶液配方溶液十聚甘油单月桂酸酯1a 1b 三聚甘油单油酸酯2a 2b 六聚甘油单油酸酯3a 3b 三聚甘油油酸三酯4a 4b 二聚甘油硬脂酸一倍半酯5a 5b 三聚甘油单硬脂酸酯6a 6b 六聚甘油硬脂酸六酯7a7b2.4 防雾性能测试2.4.1 接触角检测方法：将上述溶液均匀喷涂于30mm ×30mm PE 膜表面，室温下晾干，平展于检测台上，滴10μl 的水滴于薄膜上，使用接触角检测仪测量水滴与薄膜的接触角。

2.4.2 透光率检测方法：剪裁多条43mm ×14mm 干净薄膜，将溶液分别涂覆于其表面；晾干后，粘贴于250ml装有约160ml 水的烧杯口处，置于50℃电热恒温水浴锅中，恒温30min 。

取下PE 膜，沿比色皿对角线垂直放下，固定好上端，以未经涂膜和成雾处理的薄膜为参比，使用波长为400~750nm 的分光光度计检测透光率。

2.4.3 防雾效果及表面状态将防雾剂均匀涂抹于PE 膜表面后，裁剪成100mm ×100mm 大小，盖在盛有150ml 水的250ml 烧杯上，用橡皮筋固定，整理膜面，平整、无褶皱、无夹角；放入水浴锅中，调节水浴锅保温60℃，恒温30min 后，使用光学显微镜对其表面状态进行检测。

3 结果与讨论3.1 接触角检测水滴与PE 膜接触角的大小代表了水雾在薄膜上的铺展难易程度[5]，接触角小，表明雾滴在薄膜表面易于铺展，通常认为当接触角小于10°时，可以看做液体在固体表面上完全铺展。

从图 1可以看出，涂抹十聚甘油单月桂酸酯型防雾剂的PE 膜，其表面与水滴的接触角最小；涂抹六聚甘油单油酸酯防雾剂的次之；涂抹六聚甘油六硬脂酸酯的最大。

该配方较明显的提高了单一组分溶液的性能。

3.2 透光率检测透光率是防雾剂效果最重要的性能指标之一[6]，透光率高说明防雾剂对薄膜表面润湿性能改善明显，水汽在膜表面易于铺展，不形成雾滴，因而大大提高光线透过率。

从图 2可以看出，十聚甘油单月桂酸酯透光率最高，六聚甘油单油酸酯次之，六聚甘油六硬脂酸69多聚甘油脂肪酸酯型防雾剂的研究酯相对性能最差。

图 2 聚乙烯膜透光率Fig.2 The transmittance of PE film综合上述，十聚甘油单月桂酸酯型防雾剂性能最佳，具有更高的防雾应用价值。

3.3 不同配方浓度防雾剂性能对比配方溶液相对于单一组分的表面活性剂溶液防雾性能有很大程度的提高，但起主要作用的因素还是表面活性剂的种类和含量。

所以，考察不同浓度防雾剂的性能，有利于获得最佳配方浓度。

按照上述方法配制十聚甘油单月桂酸酯含量为0.5%和0.75%的防雾剂，并对其接触角和透光率进行检测，与0.25%的防雾剂进行性能指标比对，见表2。

表2 配方浓度与防雾剂性能关系Tab.2 The relationship between formula concentration and theantifogging performance配方浓度/%接触角/°透光率/%0.25 5.0291.10.5 4.5993.10.754.5393.0从表2可以看出，浓度为0.5%的十聚甘油单月桂酸酯防雾剂，防雾性能接近最佳，表面活性剂浓度的继续提高，无法对性能产生明显的提高。

所以，获取防雾剂最佳性能的十聚甘油单月桂酸含量为0.5%。

3.4 防雾效果表面状态图3光学显微镜扫描下薄膜表面水雾形态。

水汽在未涂膜防雾剂薄膜表面形成明显的雾滴，而在已涂抹 0.5%浓度的十聚甘油单月桂酸酯型防雾剂的PE 膜表面，雾滴铺展形成水膜，达到防雾效果。

(a)涂抹前 (b)涂抹后图3涂抹防雾剂前后薄膜表面光学照片Tab.3 The optical microscope images of the surface of PE film beforeand after smeared with antifogging agent4 结语浓度为0.5%的十聚甘油单月桂酸防雾剂防雾效果优良，透光率可达到93.1%，产品性能远超于市场同类产品。

近年来，随着聚甘油脂肪酸酯生产和应用性能研究的进一步发展，越来越多的被应用到各类添加剂当中。

聚甘油脂肪酸酯在防雾剂中的应用，填补了该领域的空白，且性能优良，具有很好的应用前景。

参考文献:[1]王金雁,周立国,张文建. 聚乙烯棚膜用流滴剂、消雾剂的研究现状和发展前景[J]. 应用化工,2008,37 (1):97-100.[2]窦 莹,周立国,窦 平. 甘油酯防雾剂的研究[J].塑料科技,2008,36(12):76-78.[3]白景美, 李树材, 庞明娟. 助剂对聚乙烯防雾滴膜性能的影响[J]. 塑料科技, 2005, 33(6):4-6,16.[4]邢颖.农膜用防雾剂发展概况[J].吉化科技,1997,5(2):20-22.[5]Noel Boulos,Thibaud Caulier. Poly-glycerol estersdemonstrate superiorantifogging properties for films[J]. Plastics Additives&Componding, 2005,(3/4):30-33.[6]沈丹青.长效无毒防雾剂的研制[J].造船技术,2001,(4):17-18.江苏年产30万t 可发性聚苯乙烯项目项目建设周期为2009~2010年，投资总额为5.25亿元，目前正在进行工程设计。