常温开环共聚内酯的合成及性能研究(2)

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2.3.6浆料的粘度测定·10

3.结果与讨论10

3.１合成样品的结构表征10

3.2合成样品的分散性能表征11

4.结论12

参考文献·12

致谢12

1 引言

涂料的颜填料粒径小，具有很大的比表面积和比表面能，是热力学不稳定体系，有很大的自聚倾向。因此，涂料分散剂的品质显得尤为重要。我国对分散剂的研究起步的比较晚，最早为了解决颜料中粒子的分散问题研究开发了一系列分散剂，但此类分散剂的效果并显著，后续也没有做到规范的系统化，我国的涂料助剂相对于国外对超分散剂的研究，国内与国外还有差距。

1.1超分散剂的定义和特性

超分散剂是一种特殊的聚合物型分散剂，传统分散剂虽然对纳米微粒有一定的吸附分散作用，但却不能很牢固的吸附在颗粒表面，易于解吸从而分散的粒子又会重新聚集或者沉淀，而起不到很好的稳定分散纳米微粒的作用。相比于传统分散剂的易于产生不利的架桥絮凝，和在非水分散体系中的局限，超分散剂能相对容易的定向排列在物质颗粒表面上，起到很好的分散效果，并且超分散剂可以在颗粒表面形成多个锚固点，将颗粒牢牢吸附，不容易产生解吸现象。再者分子量较高的溶剂化链形成的空间位阻能很好地稳定空间。更重要的是它不会向颗粒导入亲油膜，不影响产品性能。超分散剂有几个很好的特性，在涂料运用中，可以快速并且充分润湿颗粒，从而节省了我们研磨颗粒细度达到标准细度颗粒的时间。再者，超分散剂能提高研磨基料所含的固体颗粒数量，节省能耗。更明显的是，运用超分散剂能使颗粒更好的稳定分散，使整个分散体系性能有了大幅度的提高。

1.2超分散剂的分子结构

超分散剂的分子结构可以按照它的功能和性质被分为两大部分。第一部分为锚固段，第二部分为溶剂化链段。顾名思义，锚固段是由多个锚固基团组成的。一般锚固基团为多元醇类聚醚类的聚合物分子链、PO4-等极性基团。锚固基团的作用为通过范德华力及离子键等作用力牢牢的吸附于固体颗粒表面，避免超分散剂在颗粒表面脱落，并且不易产生解吸现象。第二部分溶剂化链即为聚丙烯酸酯或者聚酯等聚合物链段，溶剂化链一般有较高的分子量，形成一定的空间位阻，和足够的吸附层厚度以稳定颗粒大小。超分散剂与普通表面活性剂相比而言，超分散剂用锚固基团替代了表面活性剂中的亲水基团，以溶剂化链取代了亲油基团。超分散剂与分散体系中的固体颗粒的吸附力常常为氢键，范德华力，离子键等。一些极性大的无机物颗粒表面带有与超分散剂相反的电荷，那么此时超分散剂只需要一个锚固基团以离子对的形式吸附在该固体颗粒表面而形成单点锚固。另外一种重要的结合方式为氢键结合，因为大多数有机颜料颗粒并没有荷电点，无法与超分散剂以离子键的方式吸附，但该颗粒表面一般有氢键的受体或者给体，因此，超分散剂可以与其通过氢键结合的方式锚固于颜料表面。

1.3超分散剂在颗粒表面的吸附情况

超分散剂在粒子表面的吸附形态一般分为三种。卧型吸附，环形吸附和尾型吸附。由于卧型吸附是贴附于颗粒的表面，没有有效的空间位阻。只有环形吸附和尾型吸附能产生有效的空间位阻。而值得一提的是，尾型吸附的方式对溶剂化链的利用程度又显著高于环形吸附，显然，我们选择超分散剂的吸附形式的时候，最佳吸附形式为尾型吸附。

在确定合成超分散剂的合成路线之前，我们首先要，对超分散剂的分子结构进行合理的设计。A-B两嵌段的共聚物相比于A-B-A段和其他形式共聚物更有利于形成很好的尾式吸附，是颗粒稳定的分散于非水体系中是最有效的超分散剂。在合成超分散剂选择A段时要根据分散体系中的颗粒表面特征来选择。而选择B段时则应该选择有较好的柔性的和足够分子量的，以便其在颗粒表面形成足够厚的吸附层。研究表明AB超分散剂在涂料中吸附在固体颗粒表面时的吸附层厚度和稳定度均受其本身的序列分布和配比影响。所以确定合成路线前，先考虑ＡＢ段序列分布和配比选择。研究发现ＡＢ段长度过长或者过短都不利于起到最佳的稳定分散体系的效果。其长度存在一个最佳长度。A段的单元结构长度与分散体系的纳米微粒晶格大小接近。计算公式为Ａ段锚固基团的Ｆ吸附力与Ｂ段最高分子量的溶剂化力相等。在合成超分散剂时选择合适的合成路线对是否得到预先设计好的超分散剂起决定作用。我们知道超分散剂的结构分为两部分即锚固基团和溶剂化链。一般而言，锚固基团无需合成，只需要选择即可。即使需要合成锚固基团，也是先修饰好超分散剂的基本结构之后才来对锚固基团部分进行合适的修饰。若在合成过程中，锚固基团是自然形成的，那么合成反应只需一步即可。其他合成路线可分为两部反应，三步反应等。若合成基本的超分散剂结构后，锚固基团仍需要修饰，那么所有合成反应都要增加一步。在合成过程中，最关键的在于，避免产生在同一个溶剂化链段出现被溶剂化链隔开的两个或两个以上，锚固基团，从而避免与传统分散剂相同的缺点。当我们要合成线性聚酯时，通常采用二元醇与二元酸或者二元酸酐为原料。传统的通过二元醇和二元酸的缩聚反应得到的产物，无外乎以下几种结构。HOOC^^^^OH，HO^^^^OH，HOOC^^^^COOH，R^^^^OH,R^^^^COOH,R^^^^R，而以上六种结构只有R^^^^OH和R^^^^COOH是有效的。此类合成产物，符合溶剂化链和锚固基团的基本要求，并且只有一端有吸附作用，不易产生有害的架桥絮凝。而羧基本身具有很强的吸附作用，所以HOOC^^^^COOH结构不能用来进一步合成作为超分散剂。因为此结构式两端都有较强的吸附力，最容易导致分散体系中架桥絮凝。而上述第一、第二种结构也同样有架桥絮凝的能力所以都应避免。从上述分析看，在合成超分散剂时运用传统的缩聚反应不能得到能被有效利用的产物。为避免上述情况，在合成聚酯型分散剂时可采用内酯开环的方法合成，从而得到有效的产物。