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超分散剂的发展现状及前景

时间:2011-02-28来源:未知 作者:chem 点击:
超细粉体在介质中的分散性能直接影响到产品的质量, 超分散荆是一种新型聚合物型分散剂, 对水系及非水体系介质中颗粒的稳定分散极为有效。本文对超分散剂的分子结构特征、 国内外的发展现状进来了综述. 并展望了超分散剂的发展前景。

 超分散剂的发展现状及前景

  

张民 

( 肇庆市华鸿企业塑胶制品有限公司  广东 肇庆 526020 )  

摘要:超细粉体在介质中的分散性能直接影响到产品的质量, 超分散荆是一种新型聚合物型分散剂, 对水系及非水体系介质中颗粒的稳定分散极为有效。本文对超分散剂的分子结构特征、 国内外的发展现状进来了综述. 并展望了超分散剂的发展前景。  

关键词: 超细粉体; 超分散剂; 分子结构特征; 发展现状 

  

     超细粉体以其独特的性能广泛应用于各个领域. 为了获得综合性能优异的材料, 提高粉体的性能是很有必要的。超细粉末具有极大的表面积和较高的比表面能, 是热力学不稳定体系, 当其分散在介质中易发生团聚, 影响其性能的发挥。 因而. 研究固体颗粒在介质中的分散稳定具有重要的理论价值和实用价值。 超分散剂是一类新型高效的聚合物型分散助剂 , 克服了传统分散剂在分子结构上的局限性, 在水系及非水体系介质中具有良好的分散效果。 它能够快速而充分的润湿颗粒、 提高分散体系的固含量、 分散均匀、 稳定性好. 广泛应用于涂料、 颜料、 油墨、 填充塑料、 陶瓷、 磁粉、 生物材料、 药品等的分散。  

     本文主要总结了一下国内外超分散剂的发展现状, 并对其发展前景进行了展望。  

 

1   超分散剂的分子结构特征 

    超分散剂的分子结构按其具有的性质和功能可分为两部分 : ~部分为锚固基 团 : 如~ R 2 、 - N R 3 ~ , - COOH、- SCI 3 H、 -SO 3 - ~ - P O 4 2 - 、 多元胺 、 多元醇及聚醚等, 它通过离子键、 共价键、 氢键及范德华力等作用形式紧紧的吸附于颗粒表面, 不易脱附. 锚固段在整个超分散剂分子结构中所占比例很小, 一般占 10 %~  20 %, 并要求分散介质是它的不良溶剂。  

 

    另一部分为溶剂化链, 这部分将直接决定分散后颗粒在分散介质中的稳定性。这就要求溶剂化链对分散介质有较好的亲和力, 同时要具有足够的碳链长度, 以形成足够厚的溶剂化层以克服颗粒间引力, 对分散体系起到空间稳定的作用。它与极性相匹配的分散介质相容性良好, 故在分散介质中采用比较伸展的构象。 因此, 当两个吸附有超分散剂分子的固体颗粒相互靠近时, 由于溶剂化链段的空间位阻使得固体颗粒 弹开, 维持稳 定的分散状态 , 如 图 1 所示 。常见的溶剂化链有聚醚、 聚酯、 聚丙烯酸酯以及聚烯烃等.

 

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2 超分散剂在颗粒表面的吸附情况

    在非水体系中, 锚固段一般在颗粒的表面形成吸附, 它与颗粒的相互作用与锚固基团的种类和粒子的表面性质有关 , 如图2所示。固体颗粒与分散剂之间的结合形式主要有离子对、 氢键 、 通过表面增效剂 、 化学吸附几种 。  

 

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    与传统表面话性剂相比, 超分散剂以卧形、 环形和尾形三种形式吸附到颗粒表面。 如图3所示。 其中, 只有环形吸附和尾形吸附才能够形成有效的空间位阻, 卧形吸附像轨道一样贴附在颗粒表面, 对空间位阻的贡献几乎为零。由此可知, 撇弃卧形吸附, 甚至是环形吸附, 设计出呈现尾形吸附( 不考虑溶剂化链本身的吸附) 状态的超分散剂, 是非常关键的。  

  

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     高濂等也指出高分子化合物固定在粉体颗粒表面有两种途径: 一种是吸附 : 二是锚接 , 即通过化学作用与颗粒表面分子连接。 吸附型又可形成列队形, 平 卧在表面上 ; 尾形, 在介质展开 ; 环形 , 展开后又重新回到表面; 桥形, 连接两个颗粒。锚接型可能形成蘑菇形, 薄饼形和梳形 。如图4所示 。  

 

 

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    支链上, 也有像聚乙烯亚胺那样连在主链上的。聚电解质因其分子量及活性基团的不同, 有的具有分散效能, 有些则为性能优异的絮凝剂。  

3 . 2 . 2 非 离子型超分散剂 

非离子型超分散剂是通过 自由基开环聚合而得, 对所分散的固体颗粒选择性不强, 且在颗粒表面吸附受 p H值的影响较小, 分散稳定 性好 。  

 (责任编辑:admin)

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