聚己内酯型超分散剂的设计与合成【字数：9727】
本论文以聚己内酯二元醇（PCL）、2,4-甲苯二异氰酸酯（TDI）、乙酸、正己酸、月桂酸、硬脂酸、二乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺、N,N-二甲基氨基丙等为起始原料，设计并合成了一类以聚己内酯为溶剂化链，多元胺为锚固基团的超分散剂。探讨了不同端基和锚固基团对超分散剂对炭黑分散性能的影响。结果发现当端基为月桂酸，锚固基团为二乙醇胺时，超分散剂在炭黑体系中的降粘效果及对色相的影响效果最好。所得超分散剂经企业评价，接近国外同类产品品质。
目录
第一章 前言 1
1.1超分散剂的分散理论 2
1.1.1粒子的润湿 2
1.1.2粒子的分散 2
1.1.3分散体系的稳定 2
1.2超分散剂的结构特点及作用机理 2
1.2.1超分散剂的结构特征 2
1.2.1锚固机理 3
1.2.2溶剂化机理 4
1.3超分散剂的分类及特点 5
1.3.1聚酯型超分散剂 5
1.3.2聚醚型超分散剂 5
1.3.3聚丙烯酸酯型超分散剂 5
1.3.4聚烯烃类超分散剂 5
1.4本课题的目的、意义和主要内容 6
第二章 聚己内酯型超分散剂的制备 7
2.1实验设计思路 7
2.2实验材料与方法 8
2.2.1实验主要试剂、设备仪器 9
2.2.2实验装置图 9
2.2.3实验方法 10
2.3实验测试及评价方法 10
第三章 结果与讨论 12
3.1不同端基对超分散剂性能影响测试 12
3.1.1不同端基超分散剂对涂料降粘性能测试 12
3.1.2不同端基超分散剂对涂膜色相的影响 12
3.1.3不同端基超分散剂对涂膜光泽度的影响 13
3.2不同锚固基团对超分散剂性能影响测试 14
3.2.1不同锚固基团超分散剂对涂料降粘性能测试 14
3.2.2不同锚固基团超分散剂对涂膜色相的影响 14
3.2.3不同锚固基团超分散剂对涂膜光泽度的影响 15
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
第四章 总结与展望 16
参考文献 17
致 谢 18
第一章 前言
在涂料，颜料，油墨的生产使用过程中，固体颗粒在有机、无机介质中的分散一直都是一个很重要的问题。固体颗粒在介质中分散性的好坏，不仅仅会对原材料的消耗、产品能耗和产量造成很大影响，并且会对产品的最终质量造成影响。经过多年实践生产的经验，人们慢慢的意识到，固体颗粒在介质中分散的越是均匀、越是稳定，分散体系的分散性能就越好[1]。分散体系的稳定性由分散剂、分散介质和固体微粒等组分的相互作用决定。通常认为，以下两种作用解释了他们之间能够稳定的原因：（1）电荷稳定作用机理，这种机理认为颗粒在高介电常数分散介质中，其周围产生扩展出了双电层，从而能够使颗粒在分散介质中稳定分散；（2）立体熵的稳定作用机理，这种机理认为分散剂的溶剂化链，通过空间位阻效应稳定了固体颗粒的分散。
超分散剂是一种新型、高效的分散剂。在上世纪70年代，国外就已经开始了超分散剂的研究。在80年代初，超分散剂的概念被首次自提出[2]，并在不久之后逐渐有超分散剂的产品面世。目前，只有少数几家国际知名的大公司如杜邦、ICI、Sun Chemical、KVK等对超分散剂的研究较为成熟，然而他们的生产技术是严格保密的，其产品的价格也以垄断的形式被控制[1]。相对而言，国内对于超分散的研究稍晚，九十年代起才有一些报道。但是随着国内相关行业专家学者们的不懈努力，国内在超分散剂的研究和生产方面也有了不错的起色，能够开发出性能接近甚至赶超国外同行的产品[3]。
传统分散剂由一个较短的极性亲水基和一个较长的非极性亲油基组成，其分子结构的特点使其在水性分散体系表现良好。但由于其亲水基在低极性或者非极性颗粒表面不能牢固结合，容易发生解吸，从而使粒子在分散过后又重新絮凝。而它的亲油基团由于碳链长度不够长，在非水分散体系中无法产生足够大的空间位阻效应，因此很难起到有效稳定的作用[4]。
对比于传统分散剂在使用过程中的各种局限性，超分散剂在使用过程中有许多优点。其一，超分散剂能够充分快速地润湿颗粒,使颗粒可以在较短时间内被研磨到合格的细度。其二，超分散剂可以提高固体颗在粒研磨基料中的含量,从而节越了加工能耗。其三，使分散体系拥有较好的均匀性,和稳定性，进而提高产品的使用性能[5]。
1.1超分散剂的分散理论
超细颗粒在介质中分散一般包含以下三个过程:(1)超细颗粒被分散介质润湿;(2)团聚体在外力作用下分散，破碎成较小的团聚体或原生粒子;(3) 稳定小团聚体和原生粒子,防止其再发生团聚。
1.1.1粒子的润湿
润湿就是分散介质取代粒子表面空气的过程，这种过程通常伴随着固/气界面的消失与固/液界面的形成的过程。当粒子表面被分散介质润湿时,会放出一种称为润湿热的热量。润湿热能够反应固体颗粒在分散介质中的润湿程度,润湿热越大,说明液体对固体的润湿效果越好,反之说明效果较差。润湿热的影响因素有很多，固体的细度，粒子与液体的性质，固/液界面形成时的相互作用力，液体中是否含有杂质，都会影响到润湿热。研究表明，固体的细度越小，润湿热也越小；极性相同液体与固体之间的润湿热较大;极性不同的液体与固体之间的润湿热较小,其中非极性固体与水的润湿热远比其与有机液体的润湿热小[6]。
1.1.2粒子的分散
粒子的分散，通常是通过机械力将粒子从大的团聚体中分离出来的过程。在分散粒子时，一般会使用球磨、砂磨、搅拌、超声波高速剪切机等机械作用捣碎团聚体。分散机械能够传递给团聚体剪切力的大小是影响粒子分散度的主要因素。研究表明，剪切力越大，粒子的分散速度越快，分散性也越好。
目录
第一章 前言 1
1.1超分散剂的分散理论 2
1.1.1粒子的润湿 2
1.1.2粒子的分散 2
1.1.3分散体系的稳定 2
1.2超分散剂的结构特点及作用机理 2
1.2.1超分散剂的结构特征 2
1.2.1锚固机理 3
1.2.2溶剂化机理 4
1.3超分散剂的分类及特点 5
1.3.1聚酯型超分散剂 5
1.3.2聚醚型超分散剂 5
1.3.3聚丙烯酸酯型超分散剂 5
1.3.4聚烯烃类超分散剂 5
1.4本课题的目的、意义和主要内容 6
第二章 聚己内酯型超分散剂的制备 7
2.1实验设计思路 7
2.2实验材料与方法 8
2.2.1实验主要试剂、设备仪器 9
2.2.2实验装置图 9
2.2.3实验方法 10
2.3实验测试及评价方法 10
第三章 结果与讨论 12
3.1不同端基对超分散剂性能影响测试 12
3.1.1不同端基超分散剂对涂料降粘性能测试 12
3.1.2不同端基超分散剂对涂膜色相的影响 12
3.1.3不同端基超分散剂对涂膜光泽度的影响 13
3.2不同锚固基团对超分散剂性能影响测试 14
3.2.1不同锚固基团超分散剂对涂料降粘性能测试 14
3.2.2不同锚固基团超分散剂对涂膜色相的影响 14
3.2.3不同锚固基团超分散剂对涂膜光泽度的影响 15
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第四章 总结与展望 16
参考文献 17
致 谢 18
第一章 前言
在涂料，颜料，油墨的生产使用过程中，固体颗粒在有机、无机介质中的分散一直都是一个很重要的问题。固体颗粒在介质中分散性的好坏，不仅仅会对原材料的消耗、产品能耗和产量造成很大影响，并且会对产品的最终质量造成影响。经过多年实践生产的经验，人们慢慢的意识到，固体颗粒在介质中分散的越是均匀、越是稳定，分散体系的分散性能就越好[1]。分散体系的稳定性由分散剂、分散介质和固体微粒等组分的相互作用决定。通常认为，以下两种作用解释了他们之间能够稳定的原因：（1）电荷稳定作用机理，这种机理认为颗粒在高介电常数分散介质中，其周围产生扩展出了双电层，从而能够使颗粒在分散介质中稳定分散；（2）立体熵的稳定作用机理，这种机理认为分散剂的溶剂化链，通过空间位阻效应稳定了固体颗粒的分散。
超分散剂是一种新型、高效的分散剂。在上世纪70年代，国外就已经开始了超分散剂的研究。在80年代初，超分散剂的概念被首次自提出[2]，并在不久之后逐渐有超分散剂的产品面世。目前，只有少数几家国际知名的大公司如杜邦、ICI、Sun Chemical、KVK等对超分散剂的研究较为成熟，然而他们的生产技术是严格保密的，其产品的价格也以垄断的形式被控制[1]。相对而言，国内对于超分散的研究稍晚，九十年代起才有一些报道。但是随着国内相关行业专家学者们的不懈努力，国内在超分散剂的研究和生产方面也有了不错的起色，能够开发出性能接近甚至赶超国外同行的产品[3]。
传统分散剂由一个较短的极性亲水基和一个较长的非极性亲油基组成，其分子结构的特点使其在水性分散体系表现良好。但由于其亲水基在低极性或者非极性颗粒表面不能牢固结合，容易发生解吸，从而使粒子在分散过后又重新絮凝。而它的亲油基团由于碳链长度不够长，在非水分散体系中无法产生足够大的空间位阻效应，因此很难起到有效稳定的作用[4]。
对比于传统分散剂在使用过程中的各种局限性，超分散剂在使用过程中有许多优点。其一，超分散剂能够充分快速地润湿颗粒,使颗粒可以在较短时间内被研磨到合格的细度。其二，超分散剂可以提高固体颗在粒研磨基料中的含量,从而节越了加工能耗。其三，使分散体系拥有较好的均匀性,和稳定性，进而提高产品的使用性能[5]。
1.1超分散剂的分散理论
超细颗粒在介质中分散一般包含以下三个过程:(1)超细颗粒被分散介质润湿;(2)团聚体在外力作用下分散，破碎成较小的团聚体或原生粒子;(3) 稳定小团聚体和原生粒子,防止其再发生团聚。
1.1.1粒子的润湿
润湿就是分散介质取代粒子表面空气的过程，这种过程通常伴随着固/气界面的消失与固/液界面的形成的过程。当粒子表面被分散介质润湿时,会放出一种称为润湿热的热量。润湿热能够反应固体颗粒在分散介质中的润湿程度,润湿热越大,说明液体对固体的润湿效果越好,反之说明效果较差。润湿热的影响因素有很多，固体的细度，粒子与液体的性质，固/液界面形成时的相互作用力，液体中是否含有杂质，都会影响到润湿热。研究表明，固体的细度越小，润湿热也越小；极性相同液体与固体之间的润湿热较大;极性不同的液体与固体之间的润湿热较小,其中非极性固体与水的润湿热远比其与有机液体的润湿热小[6]。
1.1.2粒子的分散
粒子的分散，通常是通过机械力将粒子从大的团聚体中分离出来的过程。在分散粒子时，一般会使用球磨、砂磨、搅拌、超声波高速剪切机等机械作用捣碎团聚体。分散机械能够传递给团聚体剪切力的大小是影响粒子分散度的主要因素。研究表明，剪切力越大，粒子的分散速度越快，分散性也越好。
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