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水性涂料分散剂作用机理

水性涂料使用的分散剂须水溶, 它们被选择地吸附到粉体与水的界面上。目前常用的是阴离子型,它们在水中电离形成阴离子,并具有一定的表面活性,被粉体表面吸附。粉状粒子表面吸附分散剂后形成双电层,阴离子被粒子表面紧密吸附,被称为表面离子。

分散剂作用机理:吸附于固体颗粒的表面,使凝聚的固体颗粒表面易于湿润。高分子型的分散剂,在固体颗粒的表面形成吸附层,使固体颗粒表面的电荷增加,提高形成立体阻碍的颗粒间的反作用力。使固体粒子表面形成双分子层结构, 外层分散剂水有较强亲合力,增加了固体粒子被水润湿的程度,固体颗粒之间因静电斥力而远离;使体系均匀,悬浮性能增加,不沉淀,使整个体系物化性质一样,使用分散剂能安定地分散液体中的固体颗粒。

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在介质中带相反电荷的离子称为反离子。它们被表面离子通过静电吸附, 反离子中的一部分与粒子及表面离子结合的比较紧密,它们称束缚反离子。它们在介质成为运动整体,带有负电荷,另一部分反离子则包围在周围,它们称为自由反离子,形成扩散层。这样在表面离子和反离子之间就形成双电层。微粒所带负电与扩散层所带正电形成双电层,称动电电位。所有阴离子与阳离子之间形成的双电层,相应的电位。

起分散作用的是动电电位而不是热力电位,动电电位电荷不均衡,有电荷排斥现象,而热力电位属于电荷平衡现象。如果介质中反离子的浓度,而扩散层中的自由反离子会由于静电斥力被迫进入束缚反离子层,这样双电层被压缩,动电电位下降,当全部自由反离子变为束缚反离子后,动电电位为零,称之为等电点。一个稳定分散体系的形成,除了利用静电排斥,即吸附于粒子表面的负电荷互相排斥,以阻止粒子与粒子之间的吸附/聚集而形成大颗粒而分层/沉降之外, 还要利用空间位阻效应的理论,即在已吸附负电荷的粒子互相接近时,使它们互相滑动错开, 这类起空间位阻作用的表面活性剂一般是非离子表面活性剂。

灵活运用静电排斥配合空间位阻的理论, 既可以构成一个高度稳定的分散体系。高分子吸附层有一定的厚度,可以有效地阻挡粒子的相互吸附,主要是依靠高分子的溶剂化层,当粉体表面吸附层达8~9nm时,它们之间的排斥力可以保护粒子不致絮凝。所以高分子分散剂比普通表面活性剂好。

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