高分子分散劑的分子結(jié)構(gòu)按照其功能不同可以分為錨固基團(tuán)和溶劑化鏈兩個部分。
(1)錨固基團(tuán)
錨固基團(tuán)通過離子鍵、共價鍵、氫鍵及范德華力牢牢 地吸附在固體顆粒表面，形成一層吸附層，可以有效地防 止分散劑從顏料表面脫落。常用的錨固基團(tuán)有一NR2、-NR3+、 —COOH、—COO-、—SO扎—SO3-、—a2' —oh、—sh、多元 胺、多元醇、聚醚等。這些錨固基團(tuán)可以與極性較大、反應(yīng) 活性較高的無機(jī)顏料顆粒以離子對的形式結(jié)合，這樣的吸 附十分牢固，〃單點(diǎn)錨固〃即可滿足要求。有些高分子分散劑以一NCO或硅烷偶聯(lián)劑作為錨固基團(tuán)，此時與顏料顆 粒以共價鍵形式結(jié)合。對于有機(jī)顏料，其極性遠(yuǎn)沒有無機(jī) 顏料大，但是表面還帶有一定的極性基團(tuán)，可以與錨固基 團(tuán)形成氫鍵。氫鍵的強(qiáng)度沒有離子鍵的大，所以對有機(jī)顏 料一般采用"多點(diǎn)錨固”，一個高分子鏈中最多可帶有20 個錨固基團(tuán)，這樣高分子始終圍繞在顏料顆粒周圍，即使 有部分的基團(tuán)會脫落，也不會使整個分子脫離顏料表面;而對于完全非極性的有機(jī)顏料或炭黑，一般使 用顏料衍生物作為顏料改性劑與超分散劑發(fā)生協(xié)同作用 。因?yàn)轭伭涎苌锞哂信c顏料類似的理化性質(zhì)，容易吸 附在顏料粒子表面，同時改性后的分子中帶有足夠極性的 基團(tuán)，使顏料表面極性增強(qiáng)，從而與超分散劑中的錨定基 團(tuán)緊密結(jié)合。
(2)穩(wěn)定機(jī)理
到增溶的作用，其必須與分散介質(zhì)具有 良好的相容性。對于水性涂料，這一部分需采用親水鏈段， 可以分為離子型和非離子型兩類。聚氧乙烯、聚醚可以作 為非離子親水鏈段，聚羧酸鹽可作為離子型親水鏈段。當(dāng) 錨固基團(tuán)優(yōu)先在顏料顆粒表面形成吸附層后，擁擠在一起 的溶劑化鏈因?yàn)榕c水有很好的相容性，就向水中伸展，形 成另一層吸附層，起到空間位阻障礙的作用。現(xiàn)有兩種機(jī) 制：熵斥理論和滲透理論，來解釋分散體系的穩(wěn)定機(jī)理。 熵斥理論認(rèn)為當(dāng)兩個粒子相遇時，吸附層可以被壓縮，但 不能相互滲透，被壓縮的溶劑化鏈構(gòu)型熵減小，體系自由能上升，從而產(chǎn)生熵排斥效應(yīng)；滲透理論認(rèn)為吸附層可以 相互滲透，滲透過程中吸附層的重疊將產(chǎn)生過剩的化學(xué) 勢，從而在顏料顆粒之間產(chǎn)生滲透排斥作用。溶劑 化鏈與介質(zhì)的相容性越好，這種排斥作用就越強(qiáng)烈，超分 散劑的分散穩(wěn)定作用就越好。 |
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