涂料助劑超分散劑的分子結(jié)構(gòu)特征
時間：2020-09-19 作者：古道化學 點擊:
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涂料助劑超分散劑是一類高效的聚合物型分散助劑,目前已在國外油漆與油墨行業(yè)中獲得廣泛應用。超分散劑的分子結(jié)構(gòu)分為兩個部分: 一部分為錨固基團, 可緊緊吸附在顏料顆粒表面, 防止超分散劑脫附; 另一部分為溶劑化鏈, 它與分散介質(zhì)具有良好的相溶性, 能在顏料表面形成足夠厚度的保護層。當吸附有超分散劑的顏料粒子相互靠近時, 由于保護層之間的相互作用而使顆粒彈開, 從而實現(xiàn)顏料粒子在油墨與油漆介質(zhì)中的穩(wěn)定分散, 見圖1。
與傳統(tǒng)的表面活性劑型分散劑相比, 超分散劑的結(jié)構(gòu)特征在于以錨固基團及溶劑化鏈分別取代了表面活性劑的親水基團與親油基團。表面活性劑的親水基團雖然與水具有很好的親和作用, 但它與顏料表面的親和力, 尤其是與低極性有機顏料的親和力不夠牢固, 吸附的表面活性劑易脫附而導致顏料絮凝; 表面活性劑的親油基團為烴鏈結(jié)構(gòu), 且一般不超過18 個碳原子, 即使表面活性劑能牢固吸附于顏料表面, 其親油基團一般也不能形成足夠厚度的保護層。而超分散劑在其分子結(jié)構(gòu)的設計過程中充分考慮了表面活性劑的上述不足之處, 其錨固基團能通過離子鍵、共價鍵、氫鍵及范德華力等相互作用以單點或多點錨固的形式牢固吸附于顏料表面, 其溶劑化鏈則可以通過選用不同的聚合單體或改變共聚單體配比來調(diào)節(jié)它與分散介質(zhì)的相容性, 同時還可以通過增加溶劑化鏈的分子量以保證它在顏料表面形成足夠的空間厚度。
與傳統(tǒng)聚合物型分散劑相比, 超分散劑在分子結(jié)構(gòu)上也具有明顯優(yōu)勢。傳統(tǒng)聚合物型分散劑大多為無規(guī)共聚物或均聚物, 其吸附基團分散于聚合物主鏈上, 因而它在顏料表面吸附形態(tài)有環(huán)形、尾形、臥形三種。臥形吸附對吸附層厚度的貢獻幾乎為零, 而環(huán)形吸附能夠形成的有效吸附層厚度也比尾形吸附低了至少一倍。并且, 對環(huán)形吸附與臥形吸附而言, 吸附點之間有部分吸附位置被屏蔽, 因而也降低了顏料表面吸附點的有效利用率。而超分散劑具有特殊設計的分子結(jié)構(gòu), 其分子構(gòu)型有單端官能化聚合物、AB 嵌段型共聚物、錨固基團處于中央的BAB 嵌段共聚物以及以錨固基團為背、以溶劑化鏈為齒的梳形共聚物等。超分散劑的這種結(jié)構(gòu)使得它在顏料表面只能采取尾形吸附, 因而有效避免了傳統(tǒng)聚合物型分散劑的不足之處。
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