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涂料助剂超分散剂的分子结构特征

时间：2019-09-19 作者：cq9电子化学点击: 337 次

涂料助剂超分散剂是一类高效的聚合物型分散助剂,目前已在国外油漆与油墨行业中获得广泛应用。超分散剂的分子结构分为两个部分: 一部分为锚固基团, 可紧紧吸附在颜料颗粒表面, 防止超分散剂脱附; 另一部分为溶剂化链, 它与分散介质具有良好的相溶性, 能在颜料表面形成足够厚度的保护层。当吸附有超分散剂的颜料粒子相互靠近时, 由于保护层之间的相互作用而使颗粒弹开, 从而实现颜料粒子在油墨与油漆介质中的稳定分散, 见图1。

与传统的表面活性剂型分散剂相比, 超分散剂的结构特征在于以锚固基团及溶剂化链分别取代了表面活性剂的亲水基团与亲油基团。表面活性剂的亲水基团虽然与水具有很好的亲和作用, 但它与颜料表面的亲和力, 尤其是与低极性有机颜料的亲和力不够牢固, 吸附的表面活性剂易脱附而导致颜料絮凝; 表面活性剂的亲油基团为烃链结构, 且一般不超过18 个碳原子, 即使表面活性剂能牢固吸附于颜料表面, 其亲油基团一般也不能形成足够厚度的保护层。而超分散剂在其分子结构的设计过程中充分考虑了表面活性剂的上述不足之处, 其锚固基团能通过离子键、共价键、氢键及范德cq9电子等相互作用以单点或多点锚固的形式牢固吸附于颜料表面, 其溶剂化链则可以通过选用不同的聚合单体或改变共聚单体配比来调节它与分散介质的相容性, 同时还可以通过增加溶剂化链的分子量以保证它在颜料表面形成足够的空间厚度。

与传统聚合物型分散剂相比, 超分散剂在分子结构上也具有明显优势。传统聚合物型分散剂大多为无规共聚物或均聚物, 其吸附基团分散于聚合物主链上, 因而它在颜料表面吸附形态有环形、尾形、卧形三种。卧形吸附对吸附层厚度的贡献几乎为零, 而环形吸附能够形成的有效吸附层厚度也比尾形吸附低了至少一倍。并且, 对环形吸附与卧形吸附而言, 吸附点之间有部分吸附位置被屏蔽, 因而也降低了颜料表面吸附点的有效利用率。而超分散剂具有特殊设计的分子结构, 其分子构型有单端官能化聚合物、AB 嵌段型共聚物、锚固基团处于中央的BAB 嵌段共聚物以及以锚固基团为背、以溶剂化链为齿的梳形共聚物等。超分散剂的这种结构使得它在颜料表面只能采取尾形吸附, 因而有效避免了传统聚合物型分散剂的不足之处。
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涂料助剂超分散剂的分子结构特征

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