空間位阻分散劑的穩(wěn)定機制和作用

作者：精顏化工日期： 2024-11-27 點擊量：文字大小：大中小

顏料和填料都是由固體顆粒組成的，是油漆的重要原材料。在油漆生產(chǎn)過程中，這些粉狀材料需要被潤濕、分散并穩(wěn)定化。分散在液體中的固體顆粒由于顆粒之間的范德華力傾向于自發(fā)地聚集在一起，這種自發(fā)且不希望發(fā)生的現(xiàn)象稱為絮凝。

通過使用合適類型和適量的分散劑可以確保膠體穩(wěn)定性，即防止絮凝。合適的分散劑能夠確保固體顆?；ハ嗯懦?。吸附在固體顆粒表面的分散劑分子提供的排斥力必須強于吸引的范德華力。

有兩種機制可以防止絮凝：空間位阻穩(wěn)定和靜電穩(wěn)定。本文將討論空間位阻穩(wěn)定。

空間位阻穩(wěn)定

當所有固體顆粒都被溶解在顆粒周圍的液體中的聚合物尾部覆蓋時，通過空間穩(wěn)定來防止絮凝，即所謂的連續(xù)相。例如，在水性涂料中，尾部必須是水溶性的，以提供空間穩(wěn)定性。

當顆粒相互接近時，顆粒之間區(qū)域中可溶尾部的濃度會上升。從能量的角度來看，這是不利的。系統(tǒng)通過稀釋尾部做出反應(yīng)：溶劑分子（或水基系統(tǒng)中的水分子）流向顆粒之間的區(qū)域。這種滲透流的結(jié)果是顆粒彼此遠離。顆粒的相互排斥由聚合物尾部在液體中的溶解度決定。空間穩(wěn)定原理既可用于溶劑型體系，也可用于水基體系。

聚合物分散劑

提供空間位阻分散劑穩(wěn)定的是由兩個功能部分組成的聚合物分子。錨定塊必須確保分子吸附在顆粒表面。其次，至少有一個可溶尾部連接到錨定塊上。尾部必須具有一定的最小長度，并且顆粒周圍層中的尾部濃度必須足夠高，以產(chǎn)生所需的滲透效應(yīng)。

例如巴斯夫分散劑4310，這是一種利用可控自由基聚合反應(yīng)(CFRP)技術(shù)制備的丙烯酸嵌段共聚物分散劑，用于溶劑型體系中穩(wěn)定各種有機和無機顏料和填料的分散劑，防止其絮凝。Efka® PX 4310是一種高分子量的梳狀分散劑，具有多個錨定基團，也稱為“顏料親和基團”。梳狀的錨定基團排列可以在各種固體顆粒表面獲得強吸附，從而改善了穩(wěn)定性。

空間位阻分散劑穩(wěn)定的關(guān)鍵方面

當添加劑具有空間位阻穩(wěn)定性時，需要相對較高劑量的聚合物分散劑。這是因為顆粒的固體表面的很大一部分必須被聚合物覆蓋。否則，顆粒周圍層中可溶性尾部的濃度太低，無法產(chǎn)生滲透效應(yīng)。根據(jù)顆粒的固體表面積量（分散劑負荷）計算的分散劑劑量，對于提供空間穩(wěn)定的分散劑，比提供靜電穩(wěn)定的分散劑要高得多。

與靜電穩(wěn)定相比，空間穩(wěn)定的一個優(yōu)點是它對pH值變化和鹽的存在敏感性較低。這在水性系統(tǒng)中非常重要。

在溶劑型體系中，很難給顆粒帶來靜電荷。因此，空間位阻穩(wěn)定是溶劑型體系中使用的主要機制。

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