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高分子表面活性剂是特种表面活性剂中重要的品种，它具有低分子表面活性剂所没有的一些特性，如良好的分散力、凝聚力、稳泡力、乳化和增稠力，其中的许多应用是低分子表面活性剂难以替代的；兼具有良好的保护胶体和增溶能力，优良的成膜性及粘附性能。因此在石油开采、涂料工业、医药、化妆品、蛋白质等领域中有巨大的应用前景。
本论文采用自由基聚合的工艺合成两种氟碳表面活性剂和膦基聚马来酸高分子水处理剂。其中无皂乳液聚合工艺是目前热门研究的聚合方法之一，本论文对聚合工艺的动力学进行了简单的探讨研究；而合成的膦基聚马来酸水处理剂具有阻垢缓蚀的双重优越性能。具体工作如下：
本论文以原料丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸三氟乙酯(TFEMA)、氯丙烯(AC)无皂聚合合成了一种含氟丙烯酸酯高分子表面活性剂，通过FT-IR、DSC、GPC及摄像显微镜技术对该含氟高分子表面活性剂的结构和胶粒形貌进行表征，乳液颗粒呈较好的单分散状态，乳胶粒径为0.273μm。考察了聚合工艺相关的反应影响因素，得到最佳反应条件为反应温度为60℃，反应时间4h的条件下，采用(NH4)2S2O8-Na2SO3这一氧化还原体系进行无皂乳液聚合，转化率可达到90％。测得含氟丙烯酸酯高分子表面活性剂的最低表面张力分别为46.4mN/m；临界胶束浓度分别为7.0x10-3g/L；特性黏度分别为0.6272L/g。同时含氟高分子表面活性剂与无机盐NaCl复配，对其降低表面张力的能力稍有提高，但不太明显。含氟高分子表面活性剂发泡能力较弱，但泡沫稳定性较好。结构中由于C-F键引入，使得乳胶膜的耐水性能显著提高，对水的接触角值由30.12°增加到66.53°，使聚合物乳胶膜的性能得到改进，表面能由64.18mJ/m2下降到38.37mJ/m2。
本论文同时进一步研究该无皂反应的动力学过程，得出AA/TFEMA/AC含氟高分子表面活性剂的无皂乳液共聚反应速度随着AA摩尔分数、单体浓度、引发剂浓度和温度的增加而加快，其中动力学方程为Rp=kp[M]0.48[I]0.54，该体系的表现活化能Ea为91.742kJ/mol，由聚合速率方程可知引发剂用量对该体系的影响效果更大。
本论文在合成的含氟丙烯酸酯高分子表面活性剂的基础上进行了季铵化反应进一步合成了高分子两性氟碳表面活性剂。通过FT-IR对该含氟高分子表面活性剂的结构进行表征。测得高分子两性氟碳表面活性剂等电点在pH4.5～7.5，临界胶束浓度为4.0×10-2 g/L，最低表面张力为59.1 mN/m。高分子两性氟碳表面活性剂含强碱性N原子，pH对表面活性剂的临界胶束浓度有一定影响，但对泡沫性能影响不大。表面活性剂具有不错的缓蚀效果，通过SEM可以看出效果明显，添加30mg/L，该表面活性剂就能达到95％的缓蚀率。
本论文在适宜条件下合成的膦基聚马来酸是棕红色透明液体。测得溶液相对密度1.164、pH值为2.2、聚合物分子中磷的质量分数是1.092％，聚合物分子量超过800。分子结构中膦酸亚基的引入使在同等条件下其阻垢性能优于聚马来酸。有机膦酸是一种阴极型缓蚀剂，在聚马来酸中引入膦酸亚基使药剂具有一定的缓蚀能力。