In l-aħħar artiklu, introduċejna l-emerġenza tad-dispersanti, xi mekkaniżmi u funzjonijiet tad-dispersanti. F'dan il-passaġġ, se nesploraw it-tipi ta' dispersanti f'perjodi differenti bl-istorja tal-iżvilupp tad-dispersanti.
Aġent tradizzjonali li jxarrab u jxerred b'piż molekulari baxx
L-ewwel dispersant kien il-melħ tat-triethanolamine tal-aċidu xaħmi, li tnieda fis-suq madwar 100 sena ilu. Dan id-dispersant huwa effiċjenti ħafna u ekonomiku f'applikazzjonijiet ġenerali ta' żebgħa industrijali. Mhuwiex impossibbli li jintuża, u l-prestazzjoni inizjali tiegħu fis-sistema alkidika taż-żejt medju mhijiex ħażina.
Bejn l-1940 u s-1970, il-pigmenti użati fl-industrija tal-kisi kienu pigmenti inorganiċi u xi pigmenti organiċi li kienu aktar faċli biex jiġu mxerrda. Id-dispersanti matul dan il-perjodu kienu sustanzi simili għas-surfactants, bi grupp ta' ankraġġ tal-pigment f'tarf wieħed u segment kompatibbli mar-reżina fit-tarf l-ieħor. Il-biċċa l-kbira tal-molekuli kellhom punt wieħed biss ta' ankraġġ tal-pigment.
Mill-perspettiva strutturali, jistgħu jinqasmu fi tliet kategoriji:
(1) derivattivi ta' aċidi grassi, inklużi amidi ta' aċidi grassi, melħ ta' amidi ta' aċidi grassi, u polieteri ta' aċidi grassi. Pereżempju, l-aċidi grassi modifikati bi blokki żviluppati minn BYK fl-1920-1930, li ġew immellħin b'amini b'katina twila biex jinkiseb Anti-Terra U. Hemm ukoll il-P104/104S ta' BYK bi gruppi ta' tmiem funzjonali għoljin ibbażati fuq reazzjoni ta' żieda ta' DA. BESM® 9116 minn Shierli huwa dispersant deflokulanti u dispersant standard fl-industrija tal-putty. Għandu tixxarrab tajjeb, proprjetajiet kontra s-sedimentazzjoni u stabbiltà fil-ħażna. Jista' wkoll itejjeb il-proprjetajiet kontra l-korrużjoni u jintuża ħafna fi primers kontra l-korrużjoni. BESM® 9104/9104S huwa wkoll dispersant tipiku ta' flokkulazzjoni kkontrollata b'diversi gruppi ta' ankraġġ. Jista' jifforma struttura ta' netwerk meta jkun imxerred, li hija utli ħafna fil-kontroll tas-sedimentazzjoni tal-pigment u l-kulur f'wiċċ l-ilma. Peress li l-materja prima dispersanti tad-derivattivi tal-aċidi grassi m'għadhiex dipendenti fuq materja prima petrokimika, huma rinnovabbli.
(2) Polimeri organiċi tal-ester tal-aċidu fosforiku. Dan it-tip ta' dispersant għandu kapaċità ta' ankraġġ universali għal pigmenti inorganiċi. Pereżempju, BYK 110/180/111 u BESM® 9110/9108/9101 minn Shierli huma dispersanti eċċellenti għat-tixrid tad-dijossidu tat-titanju u pigmenti inorganiċi, bi tnaqqis eċċellenti tal-viskożità, żvilupp tal-kulur u prestazzjoni tal-ħażna. Barra minn hekk, BYK 103 u BESM® 9103 minn Shierli t-tnejn juru vantaġġi eċċellenti fit-tnaqqis tal-viskożità u stabbiltà tal-ħażna meta jxerrdu taħlitiet matte.
(3) Polieteri alifatiċi mhux joniċi u eteri tal-poliossietilene tal-alkilfenol. Il-piż molekulari ta' dan it-tip ta' dispersant ġeneralment huwa inqas minn 2000 g/mol, u jiffoka aktar fuq it-tixrid ta' pigmenti u mili inorganiċi. Jistgħu jgħinu biex jixxarbu l-pigmenti waqt it-tħin, jassorbu b'mod effettiv fuq il-wiċċ ta' pigmenti inorganiċi u jipprevjenu l-istratifikazzjoni u l-preċipitazzjoni tal-pigmenti, u jistgħu jikkontrollaw il-flokkulazzjoni u jipprevjenu l-kuluri f'wiċċ l-ilma. Madankollu, minħabba l-piż molekulari żgħir, ma jistgħux jipprovdu xkiel steriku effettiv, u lanqas ma jistgħu jtejbu t-tleqqija u d-distinzjoni tal-film taż-żebgħa. Gruppi ta' ankraġġ joniċi ma jistgħux jiġu assorbiti fuq il-wiċċ ta' pigmenti organiċi.
Dispersanti b'piż molekulari għoli
Fl-1970, il-pigmenti organiċi bdew jintużaw fi kwantitajiet kbar. Il-pigmenti tal-ftaloċjanina tal-ICI, il-pigmenti tal-kinakridon ta' DuPont, il-pigmenti tal-kondensazzjoni ażo tas-CIBA, il-pigmenti tal-benzimidazolone ta' Clariant, eċċ. kollha ġew industrijalizzati u daħlu fis-suq fis-snin sebgħin. L-aġenti oriġinali li jxarrbu u jxerrdu b'piż molekulari baxx ma setgħux jibqgħu jistabbilizzaw dawn il-pigmenti, u bdew jiġu żviluppati dispersanti ġodda b'piż molekulari għoli.
Dan it-tip ta' dispersant għandu piż molekulari ta' 5000-25000 g/mol, b'numru kbir ta' gruppi ta' ankraġġ tal-pigment fuq il-molekula. Il-katina prinċipali tal-polimeru tipprovdi kompatibilità wiesgħa, u l-katina tal-ġenb solvatata tipprovdi xkiel steriku, sabiex il-partiċelli tal-pigment ikunu kompletament fi stat deflokulat u stabbli. Dispersanti ta' piż molekulari għoli jistgħu jistabbilizzaw diversi pigmenti u jsolvu kompletament problemi bħal kulur f'wiċċ l-ilma u f'wiċċ l-ilma, speċjalment għal pigmenti organiċi u iswed tal-karbonju b'daqs żgħir ta' partiċelli u flokkulazzjoni faċli. Dispersanti ta' piż molekulari għoli huma kollha dispersanti deflokulanti b'ħafna gruppi ta' ankraġġ tal-pigment fuq il-katina molekulari, li jistgħu jnaqqsu bil-qawwa l-viskożità tal-pejst tal-kulur, itejbu s-saħħa tal-lewn tal-pigment, it-tleqqija u l-vivaċità taż-żebgħa, u jtejbu t-trasparenza tal-pigmenti trasparenti. F'sistemi bbażati fuq l-ilma, dispersanti ta' piż molekulari għoli għandhom reżistenza eċċellenti għall-ilma u reżistenza għas-saponifikazzjoni. Naturalment, dispersanti ta' piż molekulari għoli jista' jkollhom ukoll xi effetti sekondarji, li prinċipalment ġejjin mill-valur tal-amina tad-dispersant. Valur għoli tal-amina jwassal għal żieda fil-viskożità tas-sistemi epossidiċi waqt il-ħażna; perjodu ta' attivazzjoni mnaqqas ta' poliuretani b'żewġ komponenti (bl-użu ta' isoċjanati aromatiċi); reattività mnaqqsa ta' sistemi ta' vulkanizzazzjoni bl-aċidu; u effett katalitiku mdgħajjef ta' katalisti tal-kobalt f'alkidi li jnixxfu bl-arja.
Mill-perspettiva tal-istruttura kimika, dan it-tip ta' dispersant huwa prinċipalment maqsum fi tliet kategoriji:
(1) Dispersanti tal-poliuretan b'piż molekulari għoli, li huma dispersanti tipiċi tal-poliuretan. Pereżempju, BYK 160/161/163/164, BESM® 9160/9161/9163/9164, EFKA 4060/4061/4063, u l-aħħar ġenerazzjoni ta' dispersanti tal-poliuretan BYK 2155 u BESM® 9248. Dan it-tip ta' dispersant deher relattivament kmieni u għandu udjenza wiesgħa. Għandu proprjetajiet tajbin ta' tnaqqis tal-viskożità u żvilupp tal-kulur għal pigmenti organiċi u iswed tal-karbonju, u darba sar id-dispersant standard għall-pigmenti organiċi. L-aħħar ġenerazzjoni ta' dispersanti tal-poliuretan tejbet b'mod sinifikanti kemm il-proprjetajiet ta' tnaqqis tal-viskożità kif ukoll ta' żvilupp tal-kulur. BYK 170 u BESM® 9107 huma aktar adattati għal sistemi katalizzati bl-aċidu. Id-dispersant m'għandu l-ebda valur ta' amina, li jnaqqas ir-riskju ta' agglomerazzjoni waqt il-ħażna taż-żebgħa u ma jaffettwax it-tnixxif taż-żebgħa.
(2) Dispersanti tal-poliakrilat. Dawn id-dispersanti, bħal BYK 190 u BESM® 9003, saru dispersanti standard universali għal kisi bbażat fuq l-ilma.
(3) Dispersanti tal-polimeri iperferretti. L-aktar dispersanti iperferretti użati huma Lubrizol 24000 u BESM® 9240, li huma amidi + imidi bbażati fuq poliesteri b'katina twila. Dawn iż-żewġ prodotti huma prodotti brevettati li jiddependu prinċipalment fuq is-sinsla tal-poliester biex jistabbilizzaw il-pigmenti. Il-kapaċità tagħhom li jimmaniġġjaw l-iswed tal-karbonju għadha eċċellenti. Madankollu, il-poliester jikkristallizza f'temperaturi baxxi u jippreċipita wkoll fiż-żebgħa lesta. Din il-problema tfisser li 24000 jista' jintuża biss fil-linka. Wara kollox, jista' juri żvilupp u stabbiltà tal-kulur tajbin ħafna meta jintuża biex ixerred l-iswed tal-karbonju fl-industrija tal-linka. Sabiex titjieb il-prestazzjoni tal-kristallizzazzjoni, Lubrizol 32500 u BESM® 9245 dehru wieħed wara l-ieħor. Meta mqabbla mal-ewwel żewġ kategoriji, id-dispersanti tal-polimeri iperferretti għandhom struttura molekulari sferika u gruppi ta' affinità tal-pigment ikkonċentrati ħafna, ġeneralment b'iżvilupp tal-kulur eċċellenti u prestazzjoni aktar b'saħħitha fit-tnaqqis tal-viskożità. Il-kompatibilità tad-dispersanti tal-poliuretan tista' tiġi aġġustata fuq firxa wiesgħa, prinċipalment tkopri r-reżini alkidi kollha minn żejt twil għal żejt qasir, ir-reżini tal-poliester saturati kollha, u r-reżini akriliċi idrossiliċi, u tista' tistabbilizza l-biċċa l-kbira tal-iswed tal-karbonju u l-pigmenti organiċi ta' diversi strutturi. Peress li għad hemm numru kbir ta' gradi differenti bejn 6000-15000 piż molekulari, il-klijenti jeħtieġ li jiskrinjaw għall-kompatibilità u l-ammont miżjud.
Dispersanti ta' polimerizzazzjoni ta' radikali ħielsa kontrollabbli
Wara l-1990, id-domanda tas-suq għad-dispersjoni tal-pigment tjiebet aktar u kien hemm avvanzi fit-teknoloġija tas-sintesi tal-polimeri, u ġiet żviluppata l-aħħar ġenerazzjoni ta' dispersanti tal-polimerizzazzjoni ta' radikali ħielsa kkontrollati.
Il-polimerizzazzjoni tar-radikali ħielsa kontrollabbli (CFRP) għandha struttura ddisinjata b'mod preċiż, b'grupp ta' ankraġġ f'tarf wieħed tal-polimeru u segment solvat fit-tarf l-ieħor. Is-CFRP juża l-istess monomeri bħall-polimerizzazzjoni konvenzjonali, iżda minħabba li l-monomeri huma rranġati b'mod aktar regolari fuq is-segmenti molekulari u d-distribuzzjoni tal-piż molekulari hija aktar uniformi, il-prestazzjoni tad-dispersant tal-polimeru sintetizzat għandha qabża kwalitattiva. Dan il-grupp ta' ankraġġ effiċjenti jtejjeb ħafna l-abbiltà anti-flokkulazzjoni tad-dispersant u l-iżvilupp tal-kulur tal-pigment. Is-segment solvat preċiż jagħti lid-dispersant viskożità aktar baxxa tat-tħin tal-pejst tal-kulur u żieda għolja ta' pigment, u d-dispersant għandu kompatibilità wiesgħa ma' diversi materjali bażi tar-reżina.
L-iżvilupp ta' dispersanti moderni għall-kisi għandu storja ta' inqas minn 100 sena. Hemm ħafna tipi ta' dispersanti għal diversi pigmenti u sistemi fis-suq. Is-sors ewlieni ta' materja prima dispersanti għadu materja prima petrokimika. Iż-żieda fil-proporzjon ta' materja prima rinnovabbli fid-dispersanti hija direzzjoni ta' żvilupp promettenti ħafna. Mill-proċess ta' żvilupp tad-dispersanti, id-dispersanti qed isiru dejjem aktar effiċjenti. Kemm jekk hija l-abbiltà li tnaqqas il-viskożità jew l-iżvilupp tal-kulur u abbiltajiet oħra qed jitjiebu simultanjament, dan il-proċess se jkompli fil-futur.
Nanjing Reborn New Materials jipprovdiaġent dispersant li jxarrab għal żebgħa u kisi, inklużi xi wħud li jaqblu ma' Disperbyk.
Ħin tal-posta: 25 ta' April 2025