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近年来，随着高分子化学的快速发展，高分子表面活性剂也引起了人们的广泛重视，在研究和应用领域占据了愈来愈重要的位置。它们与一般的小分子表面活性剂相比，有更好的增溶性、增稠性、分散性、絮凝性和成膜性。而纤维素类高分子表面活性剂，不仅具有其它合成高分子表面活性剂所具有的性能，还具有成本低、污染小以及特殊的乳状液稳定性等优点，因此更受到人们的关注。然而传统的纤维素类表面活性剂大多是在纤维素及其衍生物的羟基或其他官能团上进行接枝反应制备而得，因此接枝反应不仅受到官能团数量的限制，而且还需要加温、加压或催化剂存在的条件下进行；所得的共聚物的表面活性也难以提高。
为了克服这一缺点，本文首先采用一种紫外光合成的方法，在不需要催化剂及加热的条件下将水溶性的羟乙基纤维素与疏水性的丙烯酸酯类烷烃(MA)和苯乙烯(St)单体进行接枝共聚反应，得到了一类具有较好表面活性的纤维素类高分子表面活性剂(CBPS)。提纯后的共聚物用FTIR、1H NMR等方法进行表征，证实通过光聚合反应制得了三元共聚物。对合成的表面活性剂表面性能进行了测试；讨论了紫外光照时间、单体投料比、pH值以及不同的长链烷烃丙烯酸酯结构对合成的共聚物结构及表面活性的影响，结果表明合成的聚合物具有较好表面活性的同时还具有较好的增粘性。
由于紫外光合成法主要是通过紫外照射而打断纤维素/纤维素衍生物的侧基而产生自由基，从而引发烯烃类单体进行接枝共聚反应。因此，接枝反应不受官能团的种类和数量限制。除了羟乙基纤维素(HEC)外，还选用了羟丙基纤维素(HPC)、羧甲基纤维素(CMC)以及纤维素浆泊来接枝不同链长的丙烯酸酯，得到了不同结构的纤维素类高分子表面活性剂。所得的共聚物都有较好的表面活性。由于不同的纤维素衍生物亲水性不一样，与其平衡的长链烯烃也不同。当用HEC时，接枝丙烯酸十六酯所得的共聚物表面活性最好；而用HPC和CMC时，接枝丙烯酸十八酯所得共聚物表面活性最好。
为了了解合成的纤维素类高分子表面活性剂在水溶液中的性能以及胶束形态，选用羟乙基纤维素类高分子表面活性剂为研究对象，用表面张力、荧光吸收、电导率、动态光散射及透射电镜等方法对聚合物溶液胶束浓度和胶束形态进行了研究。随着聚合物浓度的增大，溶液表面张力等温曲线出现了双折点，说明在水溶液中存在单分子胶束和多分子胶束两种形态。在石油开采以及工业应用中常会出现双亲性高分子与小分子表面活性剂相互作用的现象，研究他们相互作用的机理也是现在表面活性剂领域研究中的热点，它不仅具有重要的理论意义，还具有很强的应用价值。因此，本文作者对所合成的纤维素类高分子表面活性剂与小分子表面活性剂(SDS)的相互作用情况进行了详细研究。当加入小分子表面活性剂十二烷基磺酸纳(SDS)后，它不仅在溶液中能与CBPS相互作用而进入胶束内部，在溶液表面也能共同作用使得复合体系水溶液最低表面张力降低。再根据上述所得的结果对胶束形成过程进行了模拟解释。
同时，又进一步研究CBPS降低油水界面张力的能力。希望其可用于三次采油(EOR)工业中。研究不同照射时间，单体投料比以及反应溶液pH值对所得CBPS降低油水界面张力能力的影响情况。然而，由于高分子表面活性剂降低油水界面张力能力相对还比较有限，在三次采油工业中还会加入其它小分子助剂，如金属盐、小分子醇以及小分子烷烃等。因此，在本论文中还考虑了加入小分子醇、烷烃以及金属盐对所得纤维素类高分子表面活性剂降低油水界面张力能力的影响情况。