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1 # 核心化學
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2 # 核心化學助劑~葉攀
分散劑(Dispersant)是一種在分子內同時具有親油性和親水性兩種相反性質的介面活性劑。可均一分散那些難於溶解於液體的無機,有機顏料的固體及液體顆粒,同時也能防止顆粒的沉降和凝聚,形成安定懸浮液所需的兩親性試劑。
幾種類
▪ 脂肪酸類、脂肪族醯胺類和酯類▪ 石蠟類▪ 金屬皂類▪ 低分子蠟類
分散劑(Dispersant)是一種在分子內同時具有親油性和親水性兩種相反性質的介面活性劑。可均一分散那些難於溶解於液體的無機,有機顏料的固體及液體顆粒,同時也能防止顆粒的沉降和凝聚,形成安定懸浮液所需的兩親性試劑。
幾種類
▪ 脂肪酸類、脂肪族醯胺類和酯類▪ 石蠟類▪ 金屬皂類▪ 低分子蠟類
分散劑:
顧名思義就是一種可以將物質均勻分散的東西。我想在沒有物質概念的遠古時期,我們的祖先會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;從人類學會釀造、染色、冶煉,直到中世紀的鍊金術士時期,這期間的人們更偏向將分散劑當做一種使液體看起來更加均一的物質;如今,科學發展到有了化學學科的今天,出現了相對規範的定義:分散劑是指加入到粒度測量介質中能提高顆粒表面與介質間親和性,使顆粒在介質中達到易浸潤又保持分散狀態的物質;或能產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。
分散劑的分類:
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。按其結構來區分,可分為:陰離子型;陽離子型;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。常用的分散劑有無機分散劑,如六偏磷酸鈉、焦磷酸鈉、金屬皂類;有機小分子分散劑,如各類表面活性劑(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:一是加快“團粒”解聚速度,縮短分散時間;二是延緩顆粒再次團聚的時間,保持顆粒長時間處於分散狀態。大部分分散劑都是透過溼潤、研磨與分散、偶聯和包裹穩定的過程來達到分散填料的目的。下面分三部分介紹具體的作用過程:
A. 分散劑作用於固體粒子分散過程
1. 固體粒子的溼潤過程,分散劑吸附於固體顆粒的表面,降低固-液之間的表面張力,使凝聚的固體顆粒表面易於溼潤。
2. 粒子團的分散或破裂,分散劑透過作用於粒子團上的靜電、範德華力或氫鍵等力的作用,使粒子團滲透水產生滲透壓,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溼潤的程度,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後,由於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透過範德華力吸附於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溼潤性得到改善
2. 對帶電質點的分散穩定作用:離子型表面活性劑質點表面帶有同種電荷,當離子型表面活性劑所帶電荷與質點表面相同時,由於靜電斥力而使離子型表面活性劑不易被吸附於帶電的質點表面,但若離子型表面活性劑與質點間的範德華力較強,能克服靜電斥力時離子型表面活性劑可透過特性吸附而吸附於質點表面,此時會使質點表面的zeta電勢的絕對值升高,使帶點質點在水中更穩定。
離子型表面活性劑與質點表面帶有相反電荷,若使用的離子型表面活性劑與質點間所帶電荷相反,在表面活性劑濃度較低時,質點表面電荷會被中和,使靜電斥力消除,可能發生絮凝;但表面活性劑濃度較高時,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後,固體顆粒又重新帶有電荷,由於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中的分散穩定作用
質點在有機介質中的分散主要是靠空間位阻產生熵斥力來實現的。對於非極性的質點,以克服質點間的範德華力而穩定分散於有機介質中。對於有機顏料的表面處理可以透過以下幾種方式實現
1. 使用有機胺類對有機顏料進行表面處理
2. 使用顏料衍生物對有機顏料進行表面處理。
分散劑的應用:
分散劑的世界看似離我們很遙遠,其實無論是與我們息息相關的日常生活,還是科研事業都充斥著各類分散劑的身影!
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。洗滌劑透過剝離、包覆汙漬,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後透過相關化學反應生成均一形貌的產物,到反應後加入分散劑透過相關分離手段提取生成產物,再到後續功能測試中加入分散劑使產物效能更加穩定,都離不開分散劑的幫助