中國(guó)粉體網(wǎng)訊  超分散劑是一類新型高效的聚合物型分散助劑，克服了傳統(tǒng)分散劑在分子結(jié)構(gòu)上的局限性。超分散劑又稱高分子分散劑，是分子量在1000～10000之間的高效聚合物型分散劑。

1、超分散劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

與傳統(tǒng)的表面活性劑型分散劑相比，超分散劑的結(jié)構(gòu)特征在于以錨固基團(tuán)及溶劑化鏈分別取代了表面活性劑的親水基團(tuán)與親油基團(tuán)。超分散劑分子結(jié)構(gòu)中含有性能和功能完全不同的兩個(gè)部分。

圖1 超分散劑的結(jié)構(gòu)特征

它與傳統(tǒng)的表面處理劑和分散劑相比有如下優(yōu)勢(shì)：

①超分散劑用錨固基團(tuán)代替表面修飾劑上的親水基團(tuán)，吸附為不可逆吸附，難發(fā)生解吸；

②以聚合物溶劑化鏈取代表面修飾劑上的親油基團(tuán)，鏈長(zhǎng)可調(diào)，可起到有效的空間穩(wěn)定作用；

③可形成極弱的易于活動(dòng)的膠束，能迅速移向顆粒表面而起到潤(rùn)濕保護(hù)作用。

2、超分散劑的作用機(jī)理

超分散劑的作用機(jī)理主要是通過(guò)增大高分子吸附層厚度來(lái)增加空間位阻作用，其優(yōu)點(diǎn)在于位阻機(jī)制在水和非水介質(zhì)中都有效，并且位阻穩(wěn)定是熱力學(xué)穩(wěn)定。所以，與傳統(tǒng)分散劑相比，分散效果大幅提高。其作用機(jī)理就是通過(guò)錨固基緊緊地吸附在固體顆粒表面，然后通過(guò)溶劑化鏈在固體顆粒表面形成足夠的空間位阻使得固體顆粒分開，維持穩(wěn)定的分散狀態(tài)。

圖2 超分散劑的作用機(jī)理示意圖

3、超分散劑的發(fā)展進(jìn)程

國(guó)外從20世紀(jì)70年代初開始研究超分散劑，投入了較大的開發(fā)力量，至今已有了很大的進(jìn)展，并在顏料、油墨、涂料、陶瓷等工業(yè)中得到日益廣泛的應(yīng)用，開發(fā)出了一系列不同牌號(hào)、適用于不同場(chǎng)合的產(chǎn)品。目前從事這方面工作的國(guó)外主要公司是ICI、KVK、Du Pont、BASF、Sun Chemical。其中ICI的產(chǎn)品較多，影響較大。杜邦公司近年來(lái)也投入了大量的人力和物力，對(duì)超分散劑及分散技術(shù)進(jìn)行開發(fā)。

國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)首次出現(xiàn)對(duì)國(guó)外超分散劑的介紹性報(bào)導(dǎo)大約是在1991年。1992～2000年，華東理工大學(xué)王正東博士等在國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、化工部科技開發(fā)項(xiàng)目、上海市青年科技啟明星計(jì)劃及啟明星跟蹤計(jì)劃、上海市科委國(guó)際合作項(xiàng)目等科研經(jīng)費(fèi)資助下，就超分散劑的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、超分散劑的合成及超分散劑結(jié)構(gòu)與性能之間的變化規(guī)律等理論問(wèn)題進(jìn)行了系統(tǒng)研究。

國(guó)內(nèi)最早由國(guó)家超細(xì)粉末工程研究中心、上海華明超細(xì)新材料有限公司和華東理工大學(xué)技術(shù)化學(xué)物理研究所共同研制和開發(fā)了WL系列超分散劑，現(xiàn)在有眾多高校也加入了超分散的研究行業(yè)。經(jīng)過(guò)幾十年的努力，超分散劑得到了很大的發(fā)展，在超細(xì)顆粒、顏料、和染料等領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。

4、超分散劑的應(yīng)用領(lǐng)域

（1）超細(xì)顆粒

超細(xì)粉體以其獨(dú)特的表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和量子效應(yīng)等，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的眾多行業(yè)中都有廣泛的應(yīng)用，而為了獲得綜合性能優(yōu)異的材料，提高粉體的分散性是很有必要的。雖然傳統(tǒng)的分散劑(表面活性劑)在水性介質(zhì)中有很好的分散效果，但其對(duì)固體顆粒在非水體系中的分散性能卻較差。諸多研究表明超分散劑對(duì)于CaCO3、SiO2、TiO2、及陶瓷粉體超細(xì)顆�？梢云鸬搅己玫姆稚⒎�(wěn)定效果。

（2）油墨

膠印油墨的主要成分是樹脂和顏料，還包括少量的膠質(zhì)油、填料及各種助劑。膠印油墨的印刷適性主要取決于油墨的流變性能，這一流變性能取決于顏料粒子在樹脂油中的分散狀態(tài)。WL－l型超分散劑可以改善碳黑等顏料粒子在膠印油墨的分散狀態(tài)，提高油墨的流變特性與印刷適性。

（3）顏料、涂料

有機(jī)顏料需要增加弱極性顏料分子的極性點(diǎn)，這是因?yàn)槠浔砻鏄O性較弱需要配合表面增效劑使用。聯(lián)苯胺磺酸衍生物-FA系列增效超分散劑與超分散Solspersel7000配合使用可以讓黃墨體系中的黃顏料分散性能得到有效改善，對(duì)于黃墨的流動(dòng)性及體系的起始黏度、剪切稀化性等都有有益作用。另外，超分散劑還可以提高涂料中研磨料粒固體含量達(dá)到原來(lái)的兩倍，而且時(shí)間間隔達(dá)到兩年也不會(huì)絮凝。

（4）磁記錄材料

磁漿所用介質(zhì)為介電常數(shù)較低的非水溶劑，雙電層被壓縮，靜電斥力產(chǎn)生的電荷穩(wěn)定作用較弱，難以維持分散穩(wěn)定性，磁粉在磁漿中的分散狀態(tài)決定了最終產(chǎn)品的磁性能和電聲性能。磁粉由于強(qiáng)烈的偶極-偶極作用力，比一般無(wú)機(jī)顆粒更難分散，當(dāng)以聚己內(nèi)酯為溶劑化鏈、分子質(zhì)量為700、錨固基團(tuán)為氨基和羧基混合物、分子結(jié)構(gòu)為“梳狀”(錨固基團(tuán)為齒，溶劑化鏈為背)時(shí)，磁粉得到了很好的分散。

（5）陶瓷

陶瓷粉體的分散狀態(tài)直接決定了陶瓷材料在成型后產(chǎn)品的性能，通過(guò)羧酸、單元酸調(diào)節(jié)相對(duì)分子質(zhì)量而聚合的融化劑鏈和有酸堿性基團(tuán)的化合物為超分散劑，而石蠟在超分散劑和三氧化二鋁粉體相互作用下有十分好的分散性。

（6）導(dǎo)電聚合物

目前，導(dǎo)電聚合物科學(xué)由于各種原因而導(dǎo)致產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)能力不足，從某種角度來(lái)看，如果把導(dǎo)電聚合物應(yīng)用在環(huán)境友好體系中，尤其是耐水體系，導(dǎo)電聚合物科學(xué)將會(huì)有良好的發(fā)展空間。在制備耐水體系材料時(shí)通過(guò)共聚物的萬(wàn)能超分散劑可以控制粒子尺寸大小。

5、超分散劑的研究展望

盡管國(guó)外對(duì)高分子研究起步較早，研究多，但大多適用于油溶體系。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)水性體系的研究較少，而由于對(duì)環(huán)保要求的逐步提高，顏料色漿用溶劑逐漸由油性體系過(guò)渡到水性體系，水性體系用高分子分散劑將成為研究的熱點(diǎn)。因此水性體系用高效超分散劑和天然高分散劑將會(huì)是研究的熱點(diǎn)。

參考資料：

張鈺等.超分散劑的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀

邱謹(jǐn)楠.超分散劑的研究進(jìn)展

黃山.超分散劑的發(fā)展及前景