分散剂在细纳米浆料中的作用

时间：2024-06-18

随着人们对纳米浆料的需求不断增加，单纯的实验应用已显然不能满足当下对其的研发需求，我们急需从另一个维度去了解剖析纳米浆料的各项性能，尤其是制备高表面能多孔结构纳米级微粒浆料，以及制备大比表面积浓缩浆料，如多壁碳纳米管的分散与稳定，球形的分散与稳定等，对发展迅猛的新能源行业注入“力量”。

一、纳米浆料润湿与分散

润湿与分散是固体微粒向液相“融合”的基本要素，在碳纳米管实验中我们常常能听到吱吱响声，这是多孔结构的碳纳米管中空气被液体置换时发出的声音，高表面能微粒在高表张液相想要实现液-气置换这一过程是艰难的，需要通过特定分散剂实现，这一过程我们称之为润湿。

然而，由于微粒粒径越小，其比表面积越大，粒子表面能越大，再加上布朗扩散和热泳引起的颗粒迁移，这对分散剂的润湿性能和分散性能提出了挑战。分散剂对粉体表面润湿过后便伴随着分散，通过高速分散、研磨依旧保持固体微粒在液相中的均一相。

目前对于纳米级分散剂结构上大致有以下几类：

①聚醚改性苯乙烯-马来酸酐共聚物

②聚酯溶液

③苯乙烯-顺丁二烯酸酐共聚物

④酸性共聚物的烷基铵盐

⑤

其中常用于水基的纳米分散剂类型主要有①、②和③，这些分散剂特点是长链大分子量实现的微粒之间的解絮凝。

二、聚酯分散剂-高能粒子分散优解

水基，利用好水的特性，可以同时保证浆料和环保性。在目前主要纳米水性分散剂中，聚酯溶液具有很大的发展潜力，聚酯结构在通过链段合理嫁接后，以胶束存在，这一种梳状共聚物基于酯封端的大分子单体合成，由聚甲基（PMAA）和聚（N-异丙基）作为接枝，此类共聚物可以自组装形成球形核壳纳米结构微粒在不同介质中，从而形成胶束，值得注意的是其流体动力学直径随pH和温度会有所变化。

这类共聚物可以在水介质中自发组装成纳米级核-壳-冠胶束，其中疏水PA主链为核，PMAA嵌段为壳，PNIPAAm嵌段为冠。胶束化行为随环境pH和温度而变化，受静电斥力、PMAA氢键之间平衡的影响，胶体稳定性是吸引力范德华力和排斥力之间平衡的结果，范德华力总是存在，范围很短，涉及颗粒的整个体积，排斥力与颗粒表面有关，与溶剂化学环境高度相关。

针对颜料不同表面特性，选择具有颜料表面匹配颜料亲和链段分散剂，窄跨度的细颜料浆料。

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