聚氨酯增稠劑是水溶性或水乳化型的聚合物，并帶有嵌段結構。中間部分包括一個或幾個親水嵌段，而端基則是疏水的。中間基團的彼此連接或與端基的連接，主要是通過前端上的羥基與單或多異氰酸酯反映生產氨脂結構來實現的，因此命名這類產品為聚氨酯增稠劑。典型聚氨酯增稠劑的分子量介于15000到100000g/mol之間。

聚氨酯增稠劑分子結構基本結構包含了分子量從3000到10000g/mol的聚乙二醇和連接了二異氰酸酯的重復單元。增稠劑分鐘的端基通常是C8到C20的烷基或芳基基團。聚乙二醇和異氰酸酯的相對數量，覺得是否中間部分提供剩余羥基或異氰酸酯基團來與端基反應。如果中間部分在合成時是異氰酸酯基團，能與疏水的醇類反應。如果中間部分是異氰酸酯不足，剩余的羥基則可與烷基單異氰酸酯反應。

聚氨酯化學開創了合成具有不同特性增稠劑的可能性。這可以通過以下改變得到：

  1.疏水端基的類型

  2.增稠劑的分子量

  3.中間段的親水特性，可以通過選擇異氰酸酯和聚乙二醇分子量來到達

  4.帶有疏水二元醇的中間鏈段

  5.通過與多異氰酸酯或多元醇的反應實現增稠劑分子的支鏈化

  6.在生產聚乙二醇過程中，通過與烷基環氧化物的反應實現中間部分的支鏈化

在制備增稠劑水溶液時，還可能有更多的變化。高疏水性的增稠劑需要乳化劑或溶劑的幫助來制備其水溶液。乳化劑的結構也決定了增稠劑的應用特性。乳化劑的選擇，使得增稠劑的特性可以調節。

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