高分子超分散劑是一種兼潤滑、分散、表面活性等功能于一身的潤滑劑。對難分散的各種無機(jī)粉體、顏料炭黑、酞青蘭、鋇等具有特殊的良好的分散作用,與各種樹脂也有著良好的相容性和潤滑性能。廣泛應(yīng)用于木塑門窗、塑料色母、填充分散用的助劑。
一、高分子超分散劑與傳統(tǒng)分散劑的區(qū)別:
傳統(tǒng)分散劑的特點(diǎn)
傳統(tǒng)分散劑的分子結(jié)構(gòu)含有兩類性質(zhì)不同的化學(xué)基團(tuán),一類是親無機(jī)集團(tuán),另一類是親有機(jī)基團(tuán)。
傳統(tǒng)分散劑的作用機(jī)理大致分兩類:一是表面物理作用,包括表面涂覆和表面吸附;二是表面化學(xué)作用,包括表面取代、水解、聚合、和接枝等。前一類分散劑與粉體纖維顆粒的結(jié)合是分子間作用力,后一類是通過化學(xué)反應(yīng)與超分散劑相結(jié)合。分散劑的作用機(jī)理取決于填料的成分,結(jié)構(gòu),特別是填料表面的官能團(tuán)類型、數(shù)量、及活性,也與表面分散劑的類型、分散方法、工藝條件有關(guān)。一般來說,填料比表面積越大、表面官能團(tuán)反應(yīng)活性越高,選用的分散劑與填料表面官能團(tuán)反應(yīng)活性越高,空間位阻小,分散溫度適宜,則填料表面分散以化學(xué)反應(yīng)為主,反之以物理作用為主。
高分子超分散劑是一種新型分散潤滑劑,比傳統(tǒng)表面分散劑在分子結(jié)構(gòu)上有兩大改進(jìn),一是用錨固基團(tuán)。通過離子鍵、共價鍵、氫鍵及范德華力等相互作用,緊緊吸附在粉體顆粒表面。二是以溶劑化鏈取代表面活性劑的親油基團(tuán),且為聚合物鏈。這些溶劑化鏈能夠與分散介質(zhì)有良好的相容性,且具有較好的伸展構(gòu)想,在粉體顆粒表面形成足夠厚的保護(hù)層。
二、高分子超分散劑的作用機(jī)理
與傳統(tǒng)分散劑的區(qū)別表現(xiàn)在:1、是錨固集團(tuán)的引進(jìn),保證了其在植物纖維顆粒表面上的牢固吸附,且多為不可逆吸附,很難解吸。2、主鏈?zhǔn)饺軇┗溣H油基團(tuán),與樹脂有一定的的相容性,保證其在粉體顆粒表面形成一定厚度的保護(hù)層,這樣吸附有高分子分散集的粉體顆粒,因范德華力相互作用時,由于吸附層之間的空間障礙而使顆粒相互彈開,從而實(shí)現(xiàn)固體顆粒在非水介質(zhì)中的穩(wěn)定分散。而傳統(tǒng)的分散劑一般為無規(guī)聚合物,其吸附基團(tuán)無規(guī)的分布在聚合物長鏈上,在粉體顆粒表面的吸附形態(tài)有臥形、環(huán)形和尾形,這三種形態(tài)中,臥形吸附的對空間的位阻貢獻(xiàn)幾乎為零,只有環(huán)形和尾形吸附才能形成有效的空間厚度。由于臥形吸附的存在,降低了溶劑化鏈的有效利用率。而高分子分散劑中錨固集團(tuán)處于分子鏈的同一端、且緊緊相連,相互之間沒有足夠的距離,它與粉體顆粒之間的吸附形態(tài)多為尾形,因此,大大提高了溶劑化鏈的有效利用率。
高分子超分散劑通過位阻穩(wěn)定作用,對填充等體系產(chǎn)生影響。結(jié)合以下兩種要求提出了兩類結(jié)構(gòu):
1、必須能強(qiáng)力吸附在分體微粒表面,擁有特殊的錨固集團(tuán)。
2、分子中必須含有高分子鏈段,在溶劑或樹脂體系中具有間位阻穩(wěn)定作用。高分子的結(jié)構(gòu)可能對聚合物分散劑產(chǎn)生影響。
高分子超分散劑與其它類型分散劑的區(qū)別在于具有相當(dāng)高的分子量。聚合物分散集結(jié)構(gòu)特殊,并同時受到極大的位阻限制,在大量的粉體表面可形成穩(wěn)定的吸附層。當(dāng)高分子鏈段很好的溶解和適當(dāng)?shù)恼归_時,位阻穩(wěn)定作用得到加強(qiáng),因此他們必須與周圍的樹脂很好地相容。若相容性不好,則高分子鏈段會折疊,產(chǎn)生位阻效應(yīng)并使穩(wěn)定性喪失。
顏料炭黑、酞青蘭、木粉、鋇具有非極性表面的粉體材料,比如由單獨(dú)極性分子組成的有機(jī)顏料晶體,與傳統(tǒng)分散劑很難產(chǎn)生吸附作用。高分子超分散劑能提供的種類繁多的錨固集團(tuán),在與有機(jī)材料表面發(fā)生錨固反應(yīng)后,能產(chǎn)生有效的吸附作用。