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超分散劑又名超級分散劑,一種特殊的表面活性劑,分子結構含有兩個在溶解性和極性上相對的基團,其中一個是較短的極性基,稱為親水基,其分子結構特點使其很容易定向排列在物質表面或兩相界面上,降低界面張力,對水性分散體系有很好的分散效果。
特性
超分散劑克服了傳統分散劑在非水分散體系中的局限性。與傳統分散劑相比,有以下特點:
(1)在顆粒表面形成多點錨固,提高了吸附牢度,不易解吸;
(2)溶劑化鏈比傳統分散劑親油基團長,可起到有效的空間穩定作用;
(3)形成極弱的膠囊,易于活動,能迅速移向顆粒表面,起到潤濕保護作用;
(4)不會在顆粒表面導入親油膜,從而不致影響最終產品的應用性能。
作用機理
超分散劑作用機理包括錨固機理和溶劑化機理兩部分。
錨固機理
①對具有強極性表面的無機顆粒,如鈦白、氧化鐵或鉛鉻酸鹽等,超分散劑只需要單個錨固基團,此基團可與顆粒表面的強極性基團以離子對的形式結合起來,形成 "單點錨固"。
②對弱極性表面的有機顆粒,如有機顏料和部分無機顏料,一般是用多個錨固基團的超分散劑,這些錨固基團可以通過偶極力在顆粒表面形成"多點錨固"。
③對完全非極性或極性很低的有機顏料及部分炭黑,因不具備可供超分散劑錨固的活性基團,故不管使用何種超分散劑,分散效果均不明顯。此時需使用表面增效劑,這是一種帶有極性基團的顏料衍生物,其分子結構及物理化學性質與分散顏料非常相似,它能通過分子間范德華力緊緊地吸附于有機顏料表面,同時通過其分子結構的極性基團為超分散劑錨固基團的吸附提供化學位,通過這種"協同作用",超分散劑就能對有機顏料產生非常有效的潤濕和穩定作用。
溶劑化機理
超分散劑的另一部分為溶劑化聚合鏈,聚合鏈的長短是影響超分散劑分散性能的一個重要因素。聚合鏈長度過短時,立體上效應不明顯,不能產生足夠的空間位阻; 如果過長,將對介質親和力過高,不僅會導致超分散劑從粒子表面解吸,而且還會引起在粒子表面過長的鏈發生反折疊現象,從而壓縮了立體障礙的位阻或者造成與相鄰分子的纏結,最終發生粒子的再聚集或絮凝。