中空板設備水溶性高分子的分散性

Date:2020/2/14 10:11:31 / Read: / Source:本站

高分子分散劑由親油基和親水基組成。其中常見的親油基有芳基、烷芳基、烴鏈等非極性基團;常見的親水基有羧基、磺酸基、羥基、氨基等。因此有很多水溶性高分子具有表面活性,可以降低水的表面張力,有助于水對固體的潤濕。這對于顏料、填料、黏土之類物質在水中的分散特別有利。不同親油-親水基的組合可得到種類繁多的分散劑。而不同種類的分散劑因其化學結構不同,與顏料等粒子間的結合方式、結合力大小均有所差別。目前,很多分散劑中都含有芳環結構,利用芳環與顏料分子平面形成強的鍵,使二者牢固地結合在一起。顏料-分散劑-水三者之間的作用力是粒子能否穩定分散的決定因素,只有分散劑與水有足夠的親和力,方可具備良好的溶解性,高分子鏈才能在水中充分伸展,形成有效的立體屏障。在此前提下,親油端與顏料離子的結合力越大,越有利于分散穩定。但是,若分散劑的親水性太大,則其親油性相對減弱,甚至使分散劑從粒

子表面脫落,達不到分散的目的。故合成聚合物分散劑時,親水性單體的含量不可過高,一般控制在3000~5000。疏水部分的分子量一般控制在5000~7000,疏水鏈過長,往往因無法完全吸附于粒子表面而成環或與相鄰粒子表面結合,導致粒子間的“架橋”絮凝。高分子分散劑有無規共聚物、接枝聚合物和嵌段共聚物等,其中無規共聚物較多。無規共聚物的合成較為簡單,溶液聚合、乳液聚合、懸浮聚合等,溶液聚合產品分子量小,適宜作分散劑。溶液聚合又可分為陰離子自由基聚合、活性自由基聚合等,活性自由基聚合可實現序列結構、分子量可控。水體系中適用的分散劑大多為側鏈帶羧基的聚合物,包括丙烯酸類和馬來酸類共聚物。還有非離子型聚合物,如聚氧乙烯類(又稱聚乙二醇型)衍生物、聚乙烯吡咯烷酮等。許多水溶性高分子雖然不能顯著地降低水的表面張力,但是可以起到保護膠體的作用。通過它的親水性,使水-膠體復合體吸附在顆粒上而形成外殼,使顆粒屏蔽起來免受電解質所引起的絮凝作用,這樣也給予分散體系以穩定性。這種保護膠體如果和表面活性劑聯合使用,則效果更為明顯。

高分子分散劑的用量也能影響其分散效果。當分散劑的用量過小時,一個聚合物分子鏈有可能聯結在不同的兩個或多個顏料粒子上,只起到“架橋”的作用,導致絮凝。同時,不足量的分散劑使粒子表面仍有未被分散劑覆蓋的部分存在。這些未覆蓋部分相互作用,為減少表面能量而聚集,從而降低體系的分散穩定性。分散劑用量過大時,溶解在介質中的部分粒子互相纏結,同樣會造成絮凝。分散劑用量進一步增大時,有足夠多的卷曲形狀的分散劑分布在粒子周圍,又可起到分散作用。但此時分散劑與粒子間的結合力不夠牢固,分散穩定性較差。

高分子分散性的測定,國外常用直觀的方法。例如,將一塊10cm×10cm的棉布蓋于250mL廣口瓶上,并用橡皮筋拴緊,然后取1g處理過的顏料放在棉布上,并用移液管或滴定管將25mL水按80s內使水全部通過棉布的速度沖擊顏料。未分散的顏料留在布上,經干燥、稱量而確定之,采用自分散百分數(分散顏料質量占全部顏料質量之比)表示。這種方法雖然粗糙,但是比較簡便、實用。

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