增稠剂研究及应用进展
河北科技大学 王景慧 王德松 罗青枝
增稠剂按相对分子质量可分为低分子量和高分子量增稠剂；按功能团分类主要有无机类、纤维素类、醇酸
类和缔合型聚氨酯增稠剂4类。这些物质通过与表面活性剂形成棒状胶束，与水作用形成三维水化网络结构，或利
用自身的大分子长链结构等使体系达到增稠的目的。增稠剂主要用于提高产品的粘度或稠度，具有用量小、增稠明
显、使用方便等特点，被广泛地应用于制药、印染、化妆品、涂料、食品、采油、造纸、皮革加工等领域。
种 类
■ 无机类
无机增稠剂包括低分子量和高分子量两类，低分子量增稠剂主要是无机盐与表面活性剂的水溶液体系，表面活
性剂在水溶液中形成胶束，电解质的存在使胶束的缔合数量增加，导致球形胶束向棒状胶束转化，运动阻力增大，
从而使体系的粘稠度增加。但当电解质过量时会影响胶束结构，降低运动阻力，从而使体系粘稠度降低。因此电解
质加入量一般为1%～2%(wt%)，而且与其他类型的增稠剂共同作用，使体系更加稳定。目前所用的无机盐主要有氯
化钠、氯化钾、氯化铵、硫酸钠、磷酸钠和三磷酸五钠等，其中氯化钠的增稠效果较好。
无机高分子量增稠剂主要是由具有吸水膨胀而形成触变性的凝胶矿物组成，如膨润土、凹凸棒土、硅酸铝等，
其中膨润土最为常用。这些矿物一般具有层状结构或扩张的格子结构，在水中分散时，其中的金属离子从片晶往外
扩散，随着水合作用的进行，发生溶胀，到最后与片晶完全分离，形成透明胶体悬浮液。此时，片晶表面带有负电
荷，它的边角由于出现晶格断裂面而带有少量的正电荷。在稀溶液中，其表面的负电荷比边角的正电荷大，粒子之
间相互排斥，不产生增稠作用。但随着电解质浓度的增加，片晶表面电荷减少，粒子间的相互作用由片晶间的排斥
力转变为片晶表面的负电荷与边角正电荷之间的吸引力，平行的片晶相互垂直地交联在一起形成“纸盒式间格”的
结构，引起溶胀产生凝胶从而达到增稠的效果。此外，也有无机物和其他物质复合合成增稠剂，如M.Chtourou等
人正在研究用铵盐的有机衍生物和类属蒙脱石的突尼斯粘土合成增稠剂，已取得较好的效果。
■ 纤维素类
纤维素类增稠剂的使用历史较长，品种也很多，有甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤
维素等。纤维素类增稠剂通过水合膨胀的长链而增稠，其体系表现明显的假塑性流变形态。 增稠机理为：纤维素
分子的疏水主链与周围水分子通过氢键缔合，提高了聚合物本身的流体体积，减少了颗粒自由活动的空间，从而提
高了体系粘度。此外，也可以通过分子链的缠绕实现体系粘度的提高，表现为在静态和低剪切速度时粘度较高，在
高剪切速度下粘度低。这是因为静态或低剪切速度时，纤维素分子链处于无序状态而使体系呈现高粘性；而在高剪
切速度时，分子平行于流动方向作有序排列，易于相互滑动，所以体系粘度下降。
■ 醇酸类
己醇、辛醇、癸醇、月桂醇、肉豆蔻醇、鲸蜡醇、硬脂醇、山嵛醇、月桂酸、肉豆蔻酸、亚油酸、亚麻酸、硬
脂酸等脂肪醇/脂肪酸是带极性的有机物，既有亲油基团，又有亲水基团。少量该类有机物的存在对表面活性剂的
表面张力等性质有显著影响，并呈线型关系，随碳链的增长而增大。低分子量的脂肪醇、脂肪酸插入表面活性剂胶
团，促进胶团的形成。由于该极性有机物与表面活性剂的分子间有强烈的相互作用，使两分子在表面上定向排列得
很紧密，大大改变了表面活性剂胶束性质，达到增稠的效果。
聚丙烯酸类增稠剂属阴离子型增稠剂，是目前应用比较广泛的合成增稠剂，尤其在印染领域应用较多。该类增
稠剂由3种或更多的单体聚合而成，主单体一般为羧酸类单体，如丙烯酸、马来酸或马来酸酐、甲基丙烯酸等；第
二单体一般为丙烯酸酯或苯乙烯；第三单体是具有交联作用的单体，例如N,N-亚甲基双丙烯酰胺、双丙烯酸丁二
酯或邻苯二甲酸二丙烯酯等。聚丙烯酸类增稠剂的增稠机理有中和增稠与氢键结合增稠两种。中和增稠是将酸性的
聚丙烯酸类增稠剂中和，使其分子离子化并沿着聚合物的主链产生负电荷，同性电荷之间的相斥促使分子伸直张开
形成网状结构达到增稠效果。氢键结合增稠是聚丙烯酸分子与水结合形成水合分子，再与羟基给予体如具有5个或
以上乙氧基的非离子表面活性剂结合，通过羧酸根离子的同性静电斥力，分子链由螺旋状伸展为棒状，使其卷曲的
分子在含水体系中解开形成网状结构达到增稠效果。
■ 缔合型聚氨酯类
缔合型聚氨酯类增稠剂是近年来新开发的增稠剂，分子结构中有亲水部分也有亲油基团，呈现出一定的表面活
性。其优点是不容易水解，在宽的pH值和温度范围内粘度稳定。
A.J. Reuvers等人对缔合型聚氨酯类增稠剂的增稠机理做了详细的研究。这类增稠剂的分子结构中引入了亲
水基团和疏水基团，使其呈现出表面活性剂的性质。当它的水溶液浓度超过某一特定浓度时，形成胶束，胶束和聚
合物粒子缔合形成网状结构，使体系粘度增加。另一方面一个分子带几个胶束，降低了水分子的迁移性，使水相粘
度也提高。
此外，还有醚类、烷醇酰胺类、氧化胺、天然胶、聚氧乙烯类、PVM/MA癸二烯交联聚合物以及甜菜碱和皂类
等增稠剂。
主要应用领域
印染纺织 纺织品及涂料印花要获得良好的印制效果和质量，很大程度上取决于印花色浆的性能，增稠剂的加
入对其性能起着至关重要的作用。加入增稠剂可使印花产品给色量高，印花轮廓清晰，色泽鲜艳饱满，提高产品的
透网性和触变性。印花色浆的增稠剂过去多用天然淀粉或海藻酸钠，由于天然淀粉成糊困难、海藻酸钠价格较贵等
原因，现在逐渐被丙烯酸型印染增稠剂所代替。
水性涂料 涂料中适当地加入增稠剂，可以有效地改变涂料体系的流体特性，使之具有触变性，从而赋予涂料
良好的贮存稳定性和施工性。性能优良的增稠剂可使涂料在贮存时提高粘度，抑制涂料的分离，而在高速涂装时可
降低粘度，涂装后提高涂膜的粘度，防止流挂现象的发生等。传统的涂料增稠剂经常使用水溶性聚合物，如高分子
羟乙基纤维素等。此外，聚合增稠剂还可用于纸制品涂膜过程中控制水分的保留，增稠剂的存在可使涂料纸表面更
加光滑和均匀。尤其是溶胀型乳液（HASE）增稠剂具有抗飞溅性能，可以和其他种类增稠剂联合使用，大大降低涂
料纸表面的粗糙度。
食品 迄今世界上用于食品工业的食品增稠剂已有40余种，主要用来改善和稳定食品的物理性质或形态，增
加食品的粘度，赋予食品粘滑适口的口感，并起到增稠、稳定、均质、乳化凝胶、掩蔽、 增香、增甜等作用。用
于食品工业中的增稠剂有从动植物中获取的天然增稠剂，也有CMC-Na、藻酸丙二醇酯等合成增稠剂。
日化行业 目前用于日化行业的增稠剂达200多种，主要有无机盐类、表面活性剂类、水溶性高分子类和脂肪
醇/脂肪酸类等，大多用于洗洁精、化妆品、牙膏等产品。
此外，增稠剂在医药、造纸、陶瓷、皮革加工、电镀等方面也得到了广泛的应用。
增稠剂属于多品种、多功能材料。纤维素增稠剂、聚丙烯酸酯增稠剂、碱溶性丙烯酸增稠剂、聚氨酯增稠剂等
系列产品的市场需求量较大，它们在成糊性、渗透性、透网性、流变性、触变性、曳丝性、抱水性、混悬性等方面
性能突出。随着增稠剂的不断开发，各生产厂家普遍认识到应用研究的重要意义。但与跨国公司相比，国内企业的
产品在系列化和产品性能上还存在一定差距，一些产品开发还处于仿制阶段，今后应该集中精力开发自己的特色产
品。液体缔合型无溶剂增稠剂、对聚丙烯酸增稠剂进行共聚改性、增稠剂复配将是今后增稠剂领域亟待开发的方向。