涂料助劑超分散劑的分子結(jié)構(gòu)特征
時(shí)間：2020-09-19 作者：古道化學(xué) 點(diǎn)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(yīng)用。超分散劑的分子結(jié)構(gòu)分為兩個(gè)部分: 一部分為錨固基團(tuán), 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(hù)層。當(dāng)吸附有超分散劑的顏料粒子相互靠近時(shí), 由于保護(hù)層之間的相互作用而使顆粒彈開, 從而實(shí)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(tuán)及溶劑化鏈分別取代了表面活性劑的親水基團(tuán)與親油基團(tuán)。表面活性劑的親水基團(tuán)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(jī)顏料的親和力不夠牢固, 吸附的表面活性劑易脫附而導(dǎo)致顏料絮凝; 表面活性劑的親油基團(tuán)為烴鏈結(jié)構(gòu), 且一般不超過18 個(gè)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(tuán)一般也不能形成足夠厚度的保護(hù)層。而超分散劑在其分子結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)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(tuán)能通過離子鍵、共價(jià)鍵、氫鍵及范德華力等相互作用以單點(diǎn)或多點(diǎn)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(shí)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(shì)。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(tuán)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(duì)吸附層厚度的貢獻(xiàn)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(duì)環(huán)形吸附與臥形吸附而言, 吸附點(diǎn)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(diǎn)的有效利用率。而超分散劑具有特殊設(shè)計(jì)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(tuán)處于中央的BAB 嵌段共聚物以及以錨固基團(tuán)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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