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分散剂的作用是什么

时间:2010-07-19来源:未知 作者:chem 点击:
分散剂的作用是什么 分散剂是什么 分散剂是一种在分子内同时具有亲油性和亲水性两种相反性质的界面活性剂。可均一分散那些难于溶解于液体的无机,有机颜料的固体颗粒,同时也能防止固体颗粒的沉降和凝聚,形成安定悬浮液所需的药剂。 分散剂的作用是什么 分

分散剂的作用是什么  

 

分散剂是什么

  分散剂是一种在分子内同时具有亲油性和亲水性两种相反性质的界面活性剂。可均一分散那些难于溶解于液体的无机,有机颜料的固体颗粒,同时也能防止固体颗粒的沉降和凝聚,形成安定悬浮液所需的药剂。

 

分散剂的作用是什么

       分散剂的作用是使用润湿分散剂减少完成分散过程所需要的时间和能量,稳定所分散的颜料分散体,改性颜料粒子表面性质,调整颜料粒子的运动性,具体体现在以下几个方面:
      缩短分散时间,提高光泽,提高着色力和遮盖力,改善展色性和调色性,防止浮色发花,防止絮凝,防止沉降

 

润湿分散剂的分类

       涂料常用润湿分散剂有以下五类:阴离子型、阳离子型、电中性、多官能团,非离子。其中阴离子价位低,非离子在涂料涂膜中容易解吸移动。

  1.分散剂吸附于固体颗粒的表面,使凝聚的固体颗粒表面易于湿润。

  2.高分子型的分散剂,在固体颗粒的表面形成吸附层,使固体颗粒表面的电荷增加,提高形成立体阻碍的颗粒间的反作用力。

  3.分散剂使固体粒子表面形成双分子层结构,外层分散剂极性端与水有较强亲合力,增加了固体粒子被水润湿的程度.固体颗粒之间因静电斥力而远离

  4.分散剂使体系均匀,悬浮性能增加,不沉淀,使整个体系物化性质一样

  以上所述,使用分散剂能安定地分散液体中的固体颗粒。
 

分散剂的作用基本原理:

  在我们涂料生产过程中,颜料分散是一个很主要的生产环节,它直接关系到涂料的储存,施工,外观以及漆膜的性能等,所以合理地选择分散剂就是一个很重要的生产环节。但涂料浆体分散的好坏不光和分散剂有关系,和涂料配方的制定以及原料的选择都有关系。分散剂的作用,就是把各种粉体合理地分散在溶剂中,通过一定的电荷排斥原理或高分子位阻效应,使各种固体很稳定地悬浮在溶剂(或分散液)中。


  (1) 双电层的原理。
  水性涂料使用的分散剂必须水溶,它们被选择地吸附到粉体与水的界面上。目前常用的是阴离子型,它们在水中电离形成阴离子,并具有一定的表面活性,被粉体表面吸附。粉状粒子表面吸附分散剂后形成双电层,阴离子被粒子表面紧密吸附,被称为表面离子。在介质中带相反电荷的离子称为反离子。它们被表面离子通过静电吸附,反离子中的一部分与粒子及表面离子结合的比较紧密,它们称束缚反离子。它们在介质成为运动整体,带有负电荷,另一部分反离子则包围在周围,它们称为自由反离子,形成扩散层。这样在表面离子和反离子之间就形成双电层。


  动电电位:微粒所带负电与扩散层所带正电形成双电层,称动电电位 。 热力电位:所有阴离子与阳离子之间形成的双电层,相应的电位。
  起分散作用的是动电电位而不是热力电位,动电电位电荷不均衡,有电荷排斥现象,而热力电位属于电荷平衡现象。如果介质中增大反离子的浓度,而扩散层中的自由反离子会由于静电斥力被迫进入束缚反离子层,这样双电层被压缩,动电电位下降,当全部自由反离子变为束缚反离子后,动电电位为零,称之为等电点。没有电荷排斥,体系没有稳定性发生絮凝。


  (2) 位阻效应:
  一个稳定分散体系的形成,除了利用静电排斥,即吸附于粒子表面的负电荷互相排斥,以阻止粒子与粒子之间的吸附/聚集而最后形成大颗粒而分层/沉降之外,还要利用空间位阻效应的理论,即在已吸附负电荷的粒子互相接近时,使它们互相滑动错开,这类起空间位阻作用的表面活性剂一般是非离子表面活性剂。灵活运用静电排斥配合空间位阻的理论,既可以构成一个高度稳定的分散体系。


  高分子吸附层有一定的厚度,可以有效地阻挡粒子的相互吸附,主要是依靠高分子的溶剂化层,当粉体表面吸附层达8-9nm时,它们之间的排斥力可以保护粒子不致絮凝。所以高分子分散剂比普通表面活性剂好。

 

      颜料分散是涂料制备最重要的一个环节。不良分散会导致刮刀痕、过筛困难和流变性能波动。在影响颜料分散过程和分散后浆料稳定性的因素中,分散剂的性能无疑是最重要的。

 

   广义上可以把分散剂作为一种表面活性剂来看待,但是与常规的表面活性剂的特性正好相反,分散剂为带有大量粒子基团的高聚物,具有高的抗絮凝能力,而表面张力降低效应、起泡倾向和润湿作用则很小。分散剂通过在颜料颗粒表面的吸附发挥作用,借助静电斥力(双电层)和空间位阻效应稳定颜料分散液,避免其絮聚。典型的分散剂稳定机理为静电斥力,而空间位阻机理则以淀粉和聚乙烯醇为代表。羧甲基纤维素(CMC)则兼具有这两种作用。

 

   尽管低成本的磷酸盐类分散剂曾经普遍使用,但目前聚丙烯酸盐类却占据主导地位。因为后者对高pH值、高温或者高剪切具有很高的耐受性,并且放置稳定性好,尤其适合于碳酸钙类颜料的分散,而且各种预分散颜料广泛采用聚丙烯酸盐类作为分散剂。

 

   分散剂的作用、分散效果常常受到电解质和pH值的影响。电解质含量较高时,不仅分散剂用量增加,而且颜料分散液的粘度也明显增加。一般地随pH的降低分散剂用量增加,但粘度略有降低。

 

   分散剂最佳用量通常是指最低低剪切粘度对应的分散剂用量。实际生产中的分散剂用量应该“过量”,这其中的一个原因正如图1所显示的,剪切速率增加,分散剂最佳用量增加。另外颜料混合后可能发生分散剂再分配问题,常常需要额外补充分散剂;涂料中其它组份有可能降低分散剂效率也需要补充分散剂。图2显示出最新的研究结果,“过量”应用分散剂可以显著降低刮刀痕的数量。

 

   颜料分散和颜料研磨用分散剂性能要求是有一定区别的,尽管有时也可以通用。聚丙烯酸盐类分散剂经过多年的发展已相当成熟,通过单体的选择和分子量的控制可以获得不同特性和用途的分散剂。在颜料分散用分散剂方面,国产与进口(包括外资)相比已没有大的区别。常规地评价分散剂性能的方法是做颜料浆料低剪切粘度对分散剂加入量曲线,以确定分散剂的效率。以最少的用量获得最低粘度的分散剂为最优。另外超过最佳用量后,粘度增加平缓也很重要。如果有条件,做颜料浆料高剪切粘度对分散剂加入量曲线也十分必要。进一步地评价分散剂性能还需要考察分散浆料的放置稳定性和耐老化性,这两方面对研磨用分散剂尤为重要。

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