Diseño del grupo de anclde dispersantes de polímeros: ¿Cómo mejorar la estabilidad de dispersión del dióxido de Titania través de copolímeros de bloque?

El dióxido de titanies la materia prima principal en el campo de recubrimiento y tinta, y su estabilidad de dispersión afecta directamente el poder de cobertura, brillo y resistencia a la intemperie del recubrimiento. Sin embargo, la superficie de las partículas de dióxido de titanies es altamente polar y fácil de aglomerar, lo que hace que sea muy difícil de dispersar en sistemas no polares. El dispersante de bloque de copolímero se ha convertido en la tecnología clave para resolver este problema a través de la interacción sinérgica entre el grupo de ancly la cadena de solvatación. Lo siguiente es un análisis en profundidad desde el diseño molecular hasta el efecto de aplicación:

(1) fuerte combinación de grupos de ancly superficie de dióxido de titani.

El grupo de ancldel copolímero de bloque se adsorbe en la superficie del dióxido de Titania través de múltiples mecanismos como el enlace iónico, el enlace de hidrógeno y la polaridad:

1. Optimización del grupo ácido: ácido carboxílico (-COOH), ácido sulfónico (-SO3H) y otros grupos pueden formar una coordinación estable con el grupo hidroxilo en la superficie del dióxido de titani, y los experimentos muestran que el dispersante que contiene el grupo ácido sulfónico puede aumentar la energía de adsoren más de un 40%.

2. bloque Diseño de la estructura: estructura tipo ab (como Se utiliza poliacrilato-b-poliestireno-b-poliacrílico), la sección hidrofóbica media mejora la compatibilidad con el sistema orgánico, y las secciones hidrofílicas en ambos extremos refuerzan el efecto de anclaje.

3. Verificación de adsordinámica: a través de la observación de la microscopía de fuerza atómica (AFM), se encontró que el espesor de la capa de adsorde los copolímeros de bloque en la superficie del dióxido de titanipuede alcanzar 5-8nm, excediendo con mucho el 1-2nm de los dispersores tradicionales.

(2) el efecto barrera tridimensional de la cadena de solvatación

La cadena de solvatación de los copolímeros de bloque mantiene la estabilidad de dispersión a través del impedimento estérico y los efectos de repulde entropía:

1. Control de la longitud de la cadena: el peso molecular del segmento de cadena de poliéter (como PEO) o poliéster necesita ser controlado en el rango de 5000-20000, demasiado corto es insuficiente resistencia estérica, demasiado largo es fácil de conducir al plegamiento de la cadena.

2. Diseño sensible: la introducción de segmentos de cadena sensibles a la temperatura (como polyn-isopropilpropilrylamide) provoca la contracción de los segmentos de cadena durante el proceso de secado del revestimiento para formar una capa protectora densa.

3. Verificación cuantitativa: la prueba del medidor de tamaño de partícula láser muestra que la pasta de dióxido de titanidisperpor copolímero de bloque tiene una tasa de crecimiento de tamaño de partícula de menos del 5% después de 30 días de almacenamiento, mientras que el sistema dispersante tradicional alcanza el 20%.

(3) regulación precisa de la tecnología de polimerización de balsa

Con la polimerireversible de transferencia de cadena de adicióny ruptura (RAFT), es posible un control preciso de la estructura del bloque:

1. Estrechamiento de la distribución del peso molecular: PDI (índice de polidispersión) puede ser controlado en 1.1-1.3 para asegurar la consistencia del rendimiento de diferentes lotes de dispersantes.

2. Posicionamiento del grupo funcional: los grupos de ancl(como el anhídrimale) se introducen en el proceso de polimeri, de modo que cada segmento de la cadena contiene 3-5 puntos activos de adsor.

3. Caso Industrial: una empresa utiliza el dispersante producido por el método balsa para aumentar la eficiencia de dispersión de dióxido de titanien resina alquilada en un 200% y acortar el tiempo de molienda de 8 horas A 2,5 horas.

(4) efecto de aplicación y verificación de la industria

1. Datos de mejora del rendimiento:

El índice de cobertura aumentó de 0,92 a 0,98 (estándar GB/T 9755) 50% de viscode purines sólidos reducción de 2500mPa·s a 800mPa·s (prueba de viscoviscode Brookfield)

2. Cumplimiento ambiental: no contiene APEO y cumple con los requisitos de la lista SVHC de las regulaciones REACH.

Conclusión y guía de acción

Los dispersantes de copolímeros en bloque rompel tradicional cuello de botella técnico a través del diseño molecular, y se han convertido en la opción estándar para recubrimientos de alta gama y formulde tinta. Ingenieros de contacto para una solución dispersante personalizada.