ch系列超分散劑在塑料中的應(yīng)用

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1、CH系列超分散劑在塑料中的應(yīng)用陳臘瓊（上海三正高分子材料有限公司上海200237）摘要：在介紹CH系列超分散劑的發(fā)展概況、結(jié)構(gòu)特征和作用機(jī)理的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)介紹了塑料用超分散劑的主要品種及其在塑料加工中的使用方法和使用效果。關(guān)鍵詞：超分散劑聚合物加工色母粒隨著我國(guó)塑料制品工業(yè)的發(fā)展，塑料加工助劑的發(fā)展前景看好。以色母粒為例，我國(guó)的總需求量已由1995年的4萬(wàn)噸增至2000年的6萬(wàn)噸，相應(yīng)的有機(jī)顏料需求量也大幅度增長(zhǎng)。目前，我國(guó)有機(jī)顏料品種有100多個(gè)，年產(chǎn)量約占世界有機(jī)顏料總產(chǎn)量的25％，可惜的是，在我國(guó)有機(jī)顏料100多個(gè)品種中，高檔顏料只占生產(chǎn)總量的０.5％。由于高檔顏料

2、的限制，國(guó)內(nèi)塑料加工業(yè)使用的紅、黃等色母粒多靠進(jìn)口。因此必須注重改變顏料產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，同時(shí)發(fā)展高效、多功能、復(fù)合型或具有特殊性能的專(zhuān)用型助劑，以便提高色母粒加工技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量，增加塑料產(chǎn)品在國(guó)際和國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。在強(qiáng)烈的市場(chǎng)需求推動(dòng)下，國(guó)內(nèi)有關(guān)專(zhuān)家對(duì)新型顏料助劑產(chǎn)生了濃厚的興趣，90年代初國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)中出現(xiàn)了對(duì)顏料用超分散劑的介紹性報(bào)導(dǎo)，同一時(shí)期國(guó)外產(chǎn)品開(kāi)始進(jìn)軍中國(guó)市場(chǎng)，而國(guó)內(nèi)專(zhuān)家也開(kāi)始了該類(lèi)產(chǎn)品的研制工作。近年來(lái)，上海三正高分子材料有限公司在充分吸取國(guó)內(nèi)外研究成果的基礎(chǔ)上成功地開(kāi)發(fā)了CH系列超分散劑，并在有機(jī)顏料、油漆等領(lǐng)域中獲得了廣泛應(yīng)用，為這些行業(yè)產(chǎn)品品質(zhì)的提升作出了貢獻(xiàn)

3、。隨著CH系列超分散劑研究與應(yīng)用的發(fā)展，CH系列超分散劑正逐漸地影響到更廣泛的領(lǐng)域，對(duì)塑料的成型加工及塑料產(chǎn)品品質(zhì)的提升也帶來(lái)了越來(lái)越直接的影響。一、CH系列超分散劑的分子結(jié)構(gòu)特征及作用機(jī)理CH系列超分散劑是一類(lèi)特殊的聚合物型潤(rùn)濕分散劑，目前有四十多個(gè)品種，用于塑料加工的超分散劑主要有CH-1A，CH-2C，CH-6，CH-11四種。CH系列超分散劑的分子結(jié)構(gòu)可分為兩個(gè)部分，一部分為錨固基團(tuán)，其主要作用是將超分散劑緊密吸附于顏料（填料）表面，防止超分散劑脫附;另一部分為溶劑化鏈，其主要作用是在顏料（填料）表面形成一定厚度的保護(hù)層。當(dāng)吸附有超分散劑的顏料（填料）粒子相互靠近

4、時(shí)，由于保護(hù)層的空間障礙，顏料（填料）粒子難以形成緊密的團(tuán)聚體或絮凝體，從而使顏料粒子容易分散并且在介質(zhì)中具有良好的分散穩(wěn)定性。CH系列超分散劑可以直接應(yīng)用于顏料（填料）制備過(guò)程中，使制得的顏料（填料）在介質(zhì)中容易分散，這是超分散劑的主要發(fā)展方向。超分散劑也可以在塑料加工中應(yīng)用，具體方法有三種，即用于增塑劑糊中，用于色母粒中和用于塑料與顏料/填料的直接混合中。為了達(dá)到理想的使用效果,必須對(duì)CH系列超分散劑的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行精心設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括超分散劑的錨固基團(tuán)、超分散劑的溶劑化鏈、超分散劑的分子量以及超分散劑的分子構(gòu)型等。1、超分散劑的錨固基團(tuán)用于無(wú)機(jī)顏料及強(qiáng)極性有機(jī)顏料(

5、如偶氮色淀顏料)的超分散劑,其錨固基團(tuán)采用強(qiáng)極性基團(tuán)。該基團(tuán)能與顏料表面反應(yīng)生成離子鍵,并通過(guò)離子鍵將超分散劑吸附于顏料表面，與顏料表面官能團(tuán)之間通過(guò)化學(xué)反應(yīng)可以產(chǎn)生很強(qiáng)的結(jié)合力。CH-2C超分散劑就是這種結(jié)構(gòu)。對(duì)于弱極性的有機(jī)顏料,超分散劑的錨固基團(tuán)相應(yīng)選用弱極性基團(tuán)。這種錨固基團(tuán)一般通過(guò)氫鍵吸附于顏料表面。由于單個(gè)弱極性基團(tuán)的吸附強(qiáng)度不夠,一般采用多點(diǎn)錨固的形式，以確保吸在附過(guò)程中即使其中一個(gè)錨固基團(tuán)發(fā)生脫附,仍可保持吸附狀態(tài),并很快使脫附的錨固基團(tuán)回復(fù)到吸附狀態(tài)上來(lái)。CH-6型超分散劑即具有這種結(jié)構(gòu)。對(duì)于非極性或極性極低的有機(jī)顏料,一般需要超分散劑與帶有極性基團(tuán)的顏

6、料衍生物（表面協(xié)同劑）配合使用。CH-11即是一種表面協(xié)同劑,它由銅酞菁衍生物與高分子物質(zhì)反應(yīng)制得。由于不同的顏料具有不同的表面極性,即使是同種顏料也由于不同的生產(chǎn)工藝而具有不盡相同的表面狀態(tài),因此在設(shè)計(jì)CH系列超分散劑的分子結(jié)構(gòu)時(shí),為了使超分散劑具有較為廣泛的適用范圍,大多數(shù)情況下錨固基團(tuán)的選用都采用組合的方式。2、超分散劑的溶劑化鏈不同極性的溶劑化鏈與相應(yīng)極性的分散介質(zhì)具有良好的溶解性，這種良好的溶解性能促使溶劑化鏈在顏料表面充分伸展，最大限度地形成空間屏障，使顏料在介質(zhì)中容易分散并具有良好的分散穩(wěn)定性。CH系列超分散劑的溶劑化鏈主要分三類(lèi)。第一類(lèi)溶劑化鏈選用強(qiáng)極性的

7、高分子鏈，其中主要包括改性的聚酰胺與聚醚鏈。第二類(lèi)溶劑化鏈采用具有中等極性的高分子鏈,其中主要包括具有中等極性的聚酯鏈和中等極性的聚丙烯酸酯鏈。第三類(lèi)溶劑化鏈采用低極性的高分子鏈，其中主要包括端活性聚烯烴改性的聚酯鏈以及低極性的聚丙烯酸酯鏈。CH-1A、CH-2C、CH-6等超分散劑的溶劑化鏈都屬于這種類(lèi)型。該類(lèi)超分散劑在非極性溶劑或低極性溶劑中具有相當(dāng)好的溶解性。經(jīng)該類(lèi)助劑處理的顏料,可廣泛應(yīng)用于色母粒和增塑劑糊,因?yàn)檫@些體系都具有較低的極性。3、超分散劑的分子量CH系列超分散劑的分子量是經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)并經(jīng)反復(fù)實(shí)驗(yàn)后確定的。由于溶