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疏水性固体粒子与阴离子表面活性剂
疏水性固体粒子可吸附阴离子表面活性剂的疏水基,使亲水基朝外,因相同电荷相互排斥,有助于分散。
表面活性剂的吸附效率随疏水基长度增加而提高,长碳链表面活性剂比短碳链的分散性好。
表面活性剂亲水性的影响
增加表面活性剂亲水性,会提高其在水中溶解度,减少在颗粒表面的吸附,在表面活性剂与颗粒间作用力弱时,这种影响更显著。
以木质素磺酸盐分散剂为例,强疏水性染料用高磺化的木质素磺酸盐分散剂,能形成热稳定性好的分散体系;亲水性染料用高磺化度分散剂热稳定性差,用较低磺化度的木质素磺酸盐作分散剂,热稳定性较好,因为高磺化度分散剂在高温时溶解度大,易脱离亲水性染料表面,导致分散性降低。
分散粒子带电荷与表面活性剂的作用
分散粒子带电荷时,若选用带相反电荷的表面活性剂,在微粒电荷被中和前可能发生絮凝,需在电荷中和的粒子上再吸附第二层表面活性剂才能很好分散。
若选用带相同电荷的表面活性剂,颗粒吸附困难,需高浓度才有足够吸附量来稳定分散体。
离子型与非离子型表面活性剂结构特点及作用
离子型分散剂常含多个离子基团且分布于整个分子,疏水基含芳环或醚键等极性基团的非饱和烃链。
聚氧乙烯非离子表面活性剂分子中高度水合的聚氧乙烯链以卷曲状伸展到水相中,形成空间障碍,降低粒子间范德华引力,是很好的分散剂。
氧化丙烯和氧乙烯的嵌段共聚物,聚氧乙烯链长可增加溶解度,聚氧丙烯疏水基增长能增加对固体粒子的吸附,两者链长都适宜时作分散剂十分合适。
离子型与非离子型表面活性剂复配效果
复配后一方面分子伸展到水相中形成空间障碍,阻止粒子相互接近;另一方面增强了固体粒子界面膜强度。
只要复配后在水相中溶解度的增加不明显影响粒子表面的吸附,疏水基较长的分散剂分散性能较强。
表面活性剂结构与分散性的关系对实际生产有哪些指导意义?
涂料生产
选择合适分散剂:
根据涂料中颜料的性质,如是否为疏水性或亲水性,来选择表面活性剂。对于疏水性颜料,可选择疏水基较长的表面活性剂,能更好地吸附在颜料颗粒表面,通过电荷排斥或空间位阻作用使其分散在涂料体系中,防止颜料团聚,提高涂料的均匀性和稳定性。
提高涂料性能:
利用表面活性剂结构与分散性的关系,合理调整配方,使颜料在涂料中分散良好,可增强涂料的遮盖力、色彩饱和度和光泽度等性能,提升涂料的品质和使用效果。
油墨生产
优化分散工艺:
了解表面活性剂结构对分散性的影响,有助于确定*的油墨生产工艺。例如,对于亲水性较弱的油墨颜料,选择亲水性适中、疏水基与颜料有良好亲和力的表面活性剂,通过适当的搅拌、研磨等工艺,使颜料均匀分散在油墨中,保证油墨的流动性和稳定性,避免印刷过程中出现堵版、糊版等问题。
控制干燥性能:
表面活性剂的结构会影响油墨在印刷后的干燥速度和干燥质量。合适结构的表面活性剂能使油墨中的颜料和溶剂均匀分散,在印刷后溶剂挥发过程中,颜料颗粒能稳定地留在印刷表面,形成均匀的墨膜,提高油墨的干燥性能和附着牢度。
农药生产
增强农药药效:
在农药制剂中,表面活性剂用于将农药活性成分分散在水中形成稳定的悬浮液或乳液。针对不同类型的农药活性成分,选择具有合适HLB值、分子链长度和形状的表面活性剂,可使农药颗粒在水中分散均匀,提高农药在农作物表面的覆盖面积和附着性,从而增强农药的防治效果。
提高农药稳定性:
通过合理设计表面活性剂的结构,使农药制剂在储存过程中保持良好的分散状态,防止农药颗粒聚集沉淀或分层,延长农药的保质期,保证农药在使用时的有效性和稳定性。
化妆品生产
改善乳液稳定性:
化妆品中的乳液类产品需要良好的稳定性,以确保产品在使用和储存过程中不分层、不沉淀。根据油相和水相的性质,选择合适结构的表面活性剂作为乳化剂,调节乳液的HLB值,使油滴均匀分散在水相中,形成稳定的O/W或W/O型乳液,提高化妆品的质感和使用体验。
优化产品质感:
表面活性剂的结构还会影响化妆品的质感和肤感。例如,选择具有特定分子链长度和形状的表面活性剂,可使化妆品在涂抹时更加顺滑、易于推开,同时在皮肤表面形成均匀的保护膜,具有良好的保湿、滋润等功效。
造纸工业
提高填料留着率:
在造纸过程中,添加表面活性剂可使填料(如碳酸钙、滑石粉等)更好地分散在纸浆中,防止填料团聚沉淀,提高填料在纸张中的留着率,从而降低生产成本,同时改善纸张的物理性能,如白度、不透明度和强度等。
改善纸张表面性能:
利用表面活性剂的分散作用,可使施胶剂等物质均匀地分散在纸张表面,形成均匀的保护膜,提高纸张的抗水性、抗油性和印刷适性等表面性能。
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