
分散劑:
顧名思義就是一種可以將物質(zhì)均勻分散的東西。我想在沒(méi)有物質(zhì)概念的遠古時(shí)期,我們的祖先會(huì )認為一些可以攪拌的機械工具就是分散劑,因為它可以將清水攪渾、將整體分散;從人類(lèi)學(xué)會(huì )釀造、染色、冶煉,直到中世紀的煉金術(shù)士時(shí)期,這期間的人們更偏向將分散劑當做一種使液體看起來(lái)更加均一的物質(zhì);如今,科學(xué)發(fā)展到有了化學(xué)學(xué)科的今天,出現了相對規范的定義:分散劑是指加入到粒度測量介質(zhì)中能提高顆粒表面與介質(zhì)間親和性,使顆粒在介質(zhì)中達到易浸潤又保持分散狀態(tài)的物質(zhì);或能產(chǎn)生空間位阻在顆粒表面形成完整覆蓋層從而防止顆粒間團聚的物質(zhì)。

分散劑的分類(lèi):
分散劑有很多種,初步估算,現存世界上有1000多種具有分散作用。按其結構來(lái)區分,可分為:陰離子型;陽(yáng)離子型;非離子型;兩性型;電中性型;高分子型(包括高中低分子量)分散劑。常用的分散劑有無(wú)機分散劑,如六偏磷酸鈉、焦磷酸鈉、金屬皂類(lèi);有機小分子分散劑,如各類(lèi)表面活性劑(包括洗滌劑)、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等;高分子分散劑,如聚丙烯酸鈉鹽,聚乙烯醇、聚乙二醇、石蠟等。
分散劑的原理:
分散劑的作用有兩個(gè):一是加快“團粒”解聚速度,縮短分散時(shí)間;二是延緩顆粒再次團聚的時(shí)間,保持顆粒長(cháng)時(shí)間處于分散狀態(tài)。大部分分散劑都是通過(guò)濕潤、研磨與分散、偶聯(lián)和包裹穩定的過(guò)程來(lái)達到分散填料的目的。下面分三部分介紹具體的作用過(guò)程:
A. 分散劑作用于固體粒子分散過(guò)程
1. 固體粒子的濕潤過(guò)程,分散劑吸附于固體顆粒的表面,降低固-液之間的表面張力,使凝聚的固體顆粒表面易于濕潤。
2. 粒子團的分散或破裂,分散劑通過(guò)作用于粒子團上的靜電、范德華力或氫鍵等力的作用,使粒子團滲透水產(chǎn)生滲透壓,降低粒子團間的粘結度和破裂所需機械工,從而逐漸起到分散劑對粒子團的分散作用。
3. 阻止固體微粒的重新聚集,在固體粒子表面形成雙分子層結構,外層分散劑極性端與水有較強親和力,增加了固體粒子被水濕潤的程度,固體顆粒之間因靜電斥力而遠離。
B. 表面活性劑在水介質(zhì)的分散穩定作用
1. 對非極性固體粒子的分散作用,表面活性劑加入懸浮體后,由于表面活性劑可以降低水的表面張力,而且表面活性劑的疏水鍵可以通過(guò)范德華力吸附于非極性固體顆粒表面,親水基伸入水中提高其表面的親水性。使非極性固體粒子的濕潤性得到改善
2. 對帶電質(zhì)點(diǎn)的分散穩定作用:離子型表面活性劑質(zhì)點(diǎn)表面帶有同種電荷,當離子型表面活性劑所帶電荷與質(zhì)點(diǎn)表面相同時(shí),由于靜電斥力而使離子型表面活性劑不易被吸附于帶電的質(zhì)點(diǎn)表面,但若離子型表面活性劑與質(zhì)點(diǎn)間的范德華力較強,能克服靜電斥力時(shí)離子型表面活性劑可通過(guò)特性吸附而吸附于質(zhì)點(diǎn)表面,此時(shí)會(huì )使質(zhì)點(diǎn)表面的zeta電勢的絕對值升高,使帶點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)在水中更穩定。
離子型表面活性劑與質(zhì)點(diǎn)表面帶有相反電荷,若使用的離子型表面活性劑與質(zhì)點(diǎn)間所帶電荷相反,在表面活性劑濃度較低時(shí),質(zhì)點(diǎn)表面電荷會(huì )被中和,使靜電斥力消除,可能發(fā)生絮凝;但表面活性劑濃度較高時(shí),在生成了電性中和的粒子上再吸附了第二層表面活性劑離子后,固體顆粒又重新帶有電荷,由于靜電的斥力又使固體微粒重新被分散。
C. 表面活性劑在有機介質(zhì)中的分散穩定作用
質(zhì)點(diǎn)在有機介質(zhì)中的分散主要是靠空間位阻產(chǎn)生熵斥力來(lái)實(shí)現的。對于非極性的質(zhì)點(diǎn),以克服質(zhì)點(diǎn)間的范德華力而穩定分散于有機介質(zhì)中。對于有機顏料的表面處理可以通過(guò)以下幾種方式實(shí)現
1. 使用有機胺類(lèi)對有機顏料進(jìn)行表面處理
2. 使用顏料衍生物對有機顏料進(jìn)行表面處理。
分散劑的應用:
分散劑的世界看似離我們很遙遠,其實(shí)無(wú)論是與我們息息相關(guān)的日常生活,還是科研事業(yè)都充斥著(zhù)各類(lèi)分散劑的身影!
日常生活中遇到的衣物、碗筷洗滌,所用的洗滌劑就是一種典型的分散劑。洗滌劑通過(guò)剝離、包覆污漬,使它們分散在水中,從而完成洗滌的目的。
科研工作中,從反應前加入分散劑使反應物均勻分散后通過(guò)相關(guān)化學(xué)反應生成均一形貌的產(chǎn)物,到反應后加入分散劑通過(guò)相關(guān)分離手段提取生成產(chǎn)物,再到后續功能測試中加入分散劑使產(chǎn)物性能更加穩定,都離不開(kāi)分散劑的幫助。
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