中國粉體網(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：

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的膠束，能迅速移向顆粒表面而起到潤濕保護(hù)作用。

2、超分散劑的作用機(jī)理

超分散劑的作用機(jī)理主要是通過增大高分子吸附層厚度來增加空間位阻作用，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)理就是通過錨固基緊緊地吸附在固體顆粒表面，然后通過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、適用于不同場合的產(chǎn)品。目前從事這方面工作的國外主要公司是ICI、KVK、Du Pont、BASF、Sun Chemical。其中ICI的產(chǎn)品較多，影響較大。杜邦公司近年來也投入了大量的人力和物力，對超分散劑及分散技術(shù)進(jìn)行開發(fā)。

國內(nèi)文獻(xiàn)首次出現(xiàn)對國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)律等理論問題進(jìn)行了系統(tǒng)研究。

國內(nèi)最早由國家超細(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，對于黃墨的流動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)到原來的兩倍，而且時(shí)間間隔達(dá)到兩年也不會絮凝。

（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，通過羧酸、單元酸調(diào)節(jié)相對分子質(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)品競爭能力不足，從某種角度來看，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)將會有良好的發(fā)展空間。在制備耐水體系材料時(shí)通過共聚物的萬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

盡管國外對高分子研究起步較早，研究多，但大多適用于油溶體系。目前，國內(nèi)外對水性體系的研究較少，而由于對環(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