高分子表面活性剂是指相对分子质量为数千以上且具有表面活性的高分子化合物，接枝型高分子表面活性剂像低分子表面活性剂一样，具有吸附于物质表面，使其表面性质发 生变化的特性[1]。表面活性剂是由亲水基和亲油基 组成，高分子表面活性剂也不例外，本实验以高分子 主链为基础，在高分子碳链上接枝具有表面活性的 反应温度220 X：左右，压力3.0 MPa时，反应80 min, 考察催化剂量对HMI收率的影响，实验结果如表3 所示。由表3可见，随着催化剂量的增加，HMI的收 率升高，在催化剂用量达到10 g以后收率上升趋势 变缓。综合考虑HMI收率和催化剂成本，选择催化 剂加人量为10 g，此时HMI的收率达到44. 2%。
表3催化剂置对HMI收率的彩响催化剂/ g反应压力/反应温度/ MPa VH2流量/ (m3 ? h_l)收率，％53.0220?2400.329.4103.0220?2400.344.2153. 0220?2400. 347.13结论a)通过实验筛选了 e-己内酰胺加氢制取HMI 所用的催化剂，选择Ra_Co为催化剂，以二乙二醇二 甲醚为溶剂，催化剂及溶剂可连续套用，降低了成本。
单体，从而使表面活性剂串联在高分子碳链上，使高 分子具有表面活性。
以NaCMC为主链，JX-16为表面活性单体， 在引发剂为硫酸高铈下接枝聚合反应，并用丙酮作 沉淀剂提纯干燥即得产物。为了考察各因数相互之 间的影响，采用正交试验对反应条件进行分析研究。
以温度、时间、质量配比3个因素2个水平，设 计正交实验L4-2-3,表头设计如表1。
表1正交表头设计因素 温度厂C时间/h讲 NaCMC 2 饥】14045*1260* 610 * 1由此正交表设计试验及结果如表2。
表2正交实验结果编号温度/ C时间/ h饥NaCMC : WjX-lfi接枝率，' %单体转化率，％A4045 5 115.276.0B40610 * 18. 787.0C60410 * 18. 282,0D6065*118,190.52高分子表面活性剂合成实验结果分析2.1 正交试验的极差分析极差的大小，反映了实验中各因素对于反应所 产生的作用的大小。极差大，表明该因素对指标的 影响大，通常为重要因素；极差小，表明该因素对指 标的影响小，通常为次要因素。
各因素对接枝率的影响极差分析见表3。
表3各因素水平对接枝率的影响％因素温度时间NaCMC S jx-16I11.95011.70016.650n13.15013.4008.450极差K1,2001.7008. 200由表3可见，随着温度和时间的增加，接枝率也 增加；而随配比的增加（5 : 1到10 : 1),接枝率下 降。在接枝率的影响因素中，配比是最主要的，说明 主要是配比决定了接枝率的大小。
各因素水平对单体转化率影响的极差分析见 表4。
表4各因素水平对单体转化率的影响％因素温度时间TTlSiCMC * WJX-16I81； 5079. 0083.25n86.2588.7584.50极差4.759.751.25可以看出，随着温度、时间、配比的增大，单体转 化率均增加;但根据极差来判断，对单体转化率影响 最大的因素是反应时间，温度次之，配比对单体转化 率影响最小。
2.2 正交试验结果的主成分分析主成分分析是一种降维的统计方法，它可以用 尽量少的综合指标代替众多的原始数据，并尽可能 多地反映原始数据所提供的信息。这种方法引起了 人们的兴趣，并在各自的实际工作中得到了推广 应用。
2.2.1主成分分析法的基本原理设P个进行综合评价的原始指标 …X，并假定这些指标在《个单位之间进行比较， 则共有个数据，主成分分析的初始目标是要将 这些原始指标组合成新的相互独立的综合指标 力???％，这些综合指标表现为原始指标的线性函数。
.因为每个新指标^都是原始指标的线性组合， 都是一个新指标。实际上，主成分分析是个原 始指标的总方差分解为P个不相关的综合指标力 的方差之和A:+A2 +…+A，而且使第一个综合指 标^的方差达到最大（贡献率最大）；第二个综合指 标％的方差达到第二大，以此类推。一般前面几个 综合指标;Vi，：y2…;yr(r</>)，即可包括总方差中的 绝大部分信息，称之为原始指标的第1、第2…第r 个主成分。即主成分分析法可以使原始指标的大部 分方差集中于少数几个主成分上，通过对这几个主 成分的分析，实现对总体的综合评价。
2.2.2试验结果的主成分分析列出各指标数值表（相当于指标矩阵X)，见 表5。
表5正交试验的实验结果数据实验编号ABCD接枝率兄，％15.28.78.218. 1单体转化率兄，％76.087.082.090. 5根据上表，算出的平均值和协方差分 别为：x7=12. 55%,x7=83. 875%Su =17. 89,SI2 =S2i =3. 00,S22 = 29. 8 可求得特征值的方程为：「17.89—A31=0.329.8—A-即得：；U=30.513，A2=17.177a 进而求出A,所对应的单位特征向量：(a, ,a2) = (0. 231 2,0. 972 7)
而入2所对应的单位特征向量：(6，62) = (0. 972 7,0. 231 2)
于是可得第一主成分力的表达式为：=0. 231 2(Xi -12. 55)+0. 972 7(X2~83. 875) 第二主成分：yz的表达式为： y2=0. 972 7(X,-12. 55)-〇。 231 2(X2-83. 875)
=0. 64Su +S2Z又2= 0.36将（兄，兄）的数值代人，得到主成分的样品数 据，求得正交试验结果的主成分分析如表6。
表6实验结果的主成分实验编号ABCD'^1~7. 052.16-2.837. 73yi4.40-4.47_ 3. 803.87在以上数据的基础上求得主成分的贡献率，即 主成分的方差占总方差的比率。它表示了主成分的 相对重要性。主成分的贡献率也可以用特征值的相 对比率来计算。因此，2个主成分的贡献率分别为： A,30.51317. 89 + 29. 80 17.177Su+S22 17. 89 + 29. 80 由表5及主成分的贡献率可以看出，以力为指 标，4个实验由好到差的排序结果为D，B，C，A，这 样的排序结果反映了实验总指标的64%。若以：y2 为指标，4个实验由好到差的排序结果为A，D，C, B，这样的排序结果反映了实验总指标的36%。按 不同的计算方法得到不同的排序结果，这并不是自 相矛盾，而是反映了用统计方法解决实际问题的的 灵活性。从排序可以看出，实验D结果最理想。
3接枝高分子表面活性剂的水溶液性能通过对羧甲基纤维素钠以及4组接枝共聚产物 溶液在不同浓度表面张力的测量，得出接枝产物溶 液的表面活性规律，见图1。
由图1可见，随着聚合物质量浓度的升高，表面 张力都有下降的趋势。在实验合成的4组接枝产物 中，所得产物溶液的表面张力较NaCMC有所下降， 接枝率越高，其溶液的表面张力越低，说明该方法接枝的高分子聚合物具有一定的表面活性。
00.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.21.41.6 1.8**浓度/ (g-I；1)
图14组产物及NaCMC在各个质量浓度下的表面张力4结论a)三因素对接枝率的影响由大到小顺序为：配 比、时间、温度;各因素对单体转化率的影响由大到 小顺序为：时间、温度、配比。从这两方面看，影响因 素对2个指标的趋势并非一致。
b)主成分分析表明，以^为指标4个实验由 好到差的排序结果为〇，8，(：，八，这样的排序结果反 映了实验总指标的64%。若以：^为指标，4个实验 由好到差的排序结果为A，D，C，B，这样的排序结果 反映了实验总指标的36%。总体来看，实验D所得 产物总体评价高。
c)在产物水溶液中，随着高分子表面活性剂质 量浓度的升高，体系表面张力下降;随着产物接枝率 的提高，体系表面张力降低幅度加大，该高分子聚合 物具有一定表面活性。