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微乳文摘

资料来源:微胶囊技术_原理与应用许时婴张晓鸣 夏书芹 张文斌编:20-30

定义

水和油以及大量表面活性剂和助表面活性剂(一般为中等链长的醇)混合能自发形成透明或半透明的均匀和各向同性体系,这种体系也是一种分散体系,分散相颗粒非常小,通常为10~100nm,是热力学稳定体系,也可称为微乳状液,简称为微乳。

微乳与乳状液有很大的区别,微乳液滴小于O.1μm,而乳状液液滴大于O.1μm,除了液滴大小外,外观上也有区别,微乳是透明或近乎透明的,而乳状液是乳白色的。另外,乳状液是热力学不稳定体系,其液滴大小随时间或离心力作用逐步增大,而微乳液滴大小则不随时间而变化,因此微乳是一种无结构的各向同性的溶液。

微乳也有两种类型,0/W型和W/O型(图1-16)。因此微乳是由两种互不相溶的液体形成的热力学稳定、各向同性、外观透明或半透明的分散体系。

当表面活性剂浓度增加到某一临界值,表面活性剂分子将缔合形成聚集体,称为胶团。形成胶团时的表面活性剂浓度称为临界胶团浓度(CMC)。当溶剂为水时,形成的胶团为正

向胶团,当溶剂为油时,则形成的胶团为反向胶团。当表面活性剂胶团溶液与不溶于水的油相接触,油分子会自动进入胶团内核,发生加溶作用,油分子与形成胶团的表面活性剂分子的疏水基结合在一起,使胶团增大,成为溶胀的或增溶的胶团。微乳形成是随着胶团加溶的油量增加,油分子在胶团内形成微滴,即形成O/W型微乳液,在简单的O/W型乳状液中加入中等链长的醇(称为助表面活性剂)也可转变成透明或半透明的分散体系,形成微乳。

通常微乳液中含有的表面活性剂量较大,大致占体系总量的5 %到百分之几十。油溶性表面活性剂在油相中形成反向胶团,其中亲水基相互靠拢,亲油基朝向溶剂。将水加入反向胶团溶液时,水进入反向胶团内核,与表面活性剂的极性基结合使胶团增大,反向胶团能增溶水或极性物质,随着加溶的水量增加,形成反相W/O型微乳。

微乳的制备

制备O/W型微乳的基本步骤如下:首先选择油相及亲油性表面活性剂,将该表面活性剂溶于油相中。其次是在搅拌条件下将溶有表面活性剂的油相加入水相中,如已知表面活性剂的用量,则可将其加入水相中。如不知表面活性剂的用量,则可用助表面活性剂滴定油水混合物直至形成透明的O/W型微乳。

制备W/O型微乳比制备O/W型微乳容易。先将亲水性表面活性剂同助表面活性剂按一定的比例混合,在一定温度下搅拌,再加一定量的油相,混合搅拌后,用水滴定此浑浊液至澄清透明,即制得W/O型微乳。

制备微乳时必须加入一定量助表面活性剂,助表面活性剂可以插入到乳化剂界面膜中,提高膜的强度和柔顺性,使微小的液滴容易形成。一般选用链长为乳化剂1/2的助表面活性剂,有利于增加界面膜的柔顺性。

微乳的形成机理

尽管微乳和简单乳状液有相似之处,即有0/W型和W/O型,但微乳和乳状液的最根本区别在于普通乳状液的形成一般需要外界提供能量,如经高速搅拌、高速分散、胶体磨和

均质机等,而微乳的形成是自发的,不需要外界提供能量;其次乳状液是一种热力学不稳定体系,在贮存期间,乳状液液滴相互聚结,最终导致两相分离,而微乳是热力学稳定体系,不会发生聚结。

微乳的形成是自发的,一般加入表面活性剂,可以降低界面张力,在微乳的形成过程中,由于加入大量的表面活性剂和助表面活性剂,因而在油-水界面,表面活性剂和助表面

活性剂共同吸附形成了混合膜,使界面张力大大下降,甚至暂时降低到零,以至产生瞬时负界面张力。(γ<0),由于负界面张力是不可能存在的,因此体系具有自发扩张界面的趋势,

使更多的表面活性剂和助表面活性剂吸附到界面,瞬时负界面张力导致了体系自发扩张界面,使界面张力回复到正值,形成了微乳。如果微乳发生聚结,则界面面积又会减小,因而又会产生负界面张力和自发扩张界面,从而对抗微乳的聚结,因此微乳具有很好的热力学稳定性。

根据上述微乳形成机理,助表面活性剂在微乳形成中是必不可少的。由于加入助表面活性剂中等链长的醇,醇分布在界面和油相中,导致界面张力大大下降,甚至下降至零,以致产生瞬时负界面张力。同时醇的加入,增加了界面的柔性,使界面易于弯曲,导致微乳的自发形成。

负界面张力可以解释微乳的形成机理和稳定性,微乳的形成也可用另一种机理进行解释,认为微乳是胶团对油或对水的加溶形成了溶胀的胶团增溶的胶团

因此微乳形成必须具备两个必要条件。

在油-水界面有大量表面活性剂和助表面活性剂共同吸附,通过选择合适HLB的表面活性剂并加入助表面活性剂,以降低界面张力。

②界面具有高度柔性,通过加入助表面活性剂或调节温度以增加界面的柔性,使界面易于弯曲,导致微乳的自发形成。

SS号:10310544内容提要:高等学校教学参考书

微乳P342-

§6-8微乳状液

微乳状液的液珠大小一般在880nm之间,它是透明的或近于透明的分散体系,制备微乳状液除了要加入较多的乳化剂外,还要加一些辅助剂,两者用量通常高达1525%。对于以离子型表面活性剂作乳化剂时,可以用醇类(C4-C8)作为期助剂。例如在苯、或十六烷烃中加入约10%油酸、在用氢氧化钾水溶液搅拌混合,得到浑浊的乳白色乳状液,然后逐滴加入正己醇(C4H13OH)时加搅拌,当达到一定浓度后,就得到透明液体,这就是微乳状液[]

微乳状液的稳定性很高,还能自动乳化,长时间存放也不会分层破乳,甚至用离心机离心也不会使之分层,即使能分层,静止后还会自动均匀分散。用光散射、电子显微镜、超速离心机沉降等方法测定几种微乳状液的液珠大小,发现液珠大多数为球形或间有圆柱形,而且均小于100nm。显然,液珠越小,分布也越均匀。微乳状液的另一特点是低粘度,它比普通乳状液的粘度小得多。从这些性质来看,它近似于缔合胶体的胶束溶液。但从本质上看微乳状液不同于胶束加溶,其差异表现在如下几个方面。

1、测定结果表明胶束比微乳状液的液珠更小,通常小于10 nm、并且不限于球形结构。

2、制备微乳状液时,除需要大量表面活性剂外,还需加辅助剂。但是胶束溶液的表面活性剂的量只要超过临界胶束浓度以后,就有胶束生成,并具有加镕能力。

3、只要有足够的表面活性剂,胶束水溶液可以互相混溶。但是微乳状液的油和水仅在某一范围内混溶。

因此微乳状液是介于一般乳状液和胶束溶液之间的分散体系、如果在—般乳状液中增加表面活性剂的量,并加入适当辅助剂,就能使—般乳状液转变为微乳状液。在浓的胶束溶液中混入

[]Shinoda Friberg.Adv. in Colloidand Interface Sci.,4(1975)281 (p.343)

一定量的油及辅助剂也可以使胶束溶液变成微乳状液。因此,微乳状液是胶束溶液和乳状液相互过渡产物,所以有人把微乳状液称为胶束乳状液。

关于微乳状液的成因有不同的观点,现将界面张力方面论点介绍于下:

Schulman做了一个典型实验,测定含有KCl的油酸钾(10-2mol/L)水溶液、与苯之间的界面张力,约为45mN/m,当逐渐加入正己醇后,界面张力将随着下降,可达到零以致负值,见图6-9

6-9 已醇在含有0.5mol/L(图中○曲线)0.7mol/L(图中×曲线)KCl油酸钾溶液与苯的界面张力关系曲线

界面张力与表面自由能之间的关系为

既然界面张力为负值,表面增加时,△GA0,这表明体系可释出自由能,(A2-A1)代表界面的增大,所以△GA负值有利于自动乳化,使液珠越来越小。最后达到看不到液珠的透明乳状液这就是微乳状液。

显然,正己醇的加入有利于自动乳化。若开始时界面张力为σ-,当加入正己醇后,最终界面张力为σi,也可以是零,也可以是负值。按表面压定义

πσ-- σi(68)

因为σi0,所以π的数值很高,有时可高达50 mN/m。在这样高的表面压下,表面活性剂的扩散是很快的。

Prince认为辅助剂加入后,能与活性剂分子产生缔合作用,渗(p344)入界面后,可使界面压力迅速增加。例如:在钠皂的活性剂中,加入醇后,界面压力从15mN/m增加到35mN/m,这样也可获得负界面张力。所以体系的界面可以无限扩大,从而使油在水中的分散度提高,最终形成微乳状液。

微乳状液与普通乳状液的性质虽有很大差则,但对于乳状液的形成、类别等规律,在此仍然适用,例如乳化剂较易溶于油者形成WO型乳状液,较易溶于水者形成OW型乳状液。

近年来微乳状液有很大发展,尤其在石油开采中的第三次采油,用于提高采收率方面取得很大成绩,若用微乳状液驱油,采油率可提高10%以上,油层的岩石经过处理以后,可使渗透率最大提高到十倍,并可保持较长时间。目前油田所采用的胶束乳状液的“乳化剂”为混合型,例如:烷基苯磺酸钠与鱼油酰二乙醇胺及脂肪醇的混合物,纸浆皂与脂肪醇的混合物,以及仲烷基硫酸钠,与高碳酰胺的混合物等,其中用得最多的是价格低廉的石油磺酸钠与低碳醇(丙、丁、戊醇)的混合物。

资料来源:《胶体与界面化学》章莉娟 出版日期:2006年2月;286-290

在油、水和表面活性剂所组成的体系中通常碰到的有3种分散形式:胶团溶液、乳状液和微乳状液。表面活性剂溶液达到一定浓度后则形成胶团。胶团粒子虽然已经达到胶体粒子的大小并呈现出很多溶胶的性质,但是就它本质来说是热力学稳定体系,是处于平衡状态的。乳状液有时也称“宏乳状液”,以区别于“微乳状液”。宏乳状液的液滴较大。通常在50010000 nm之间.呈乳浊白色不透明状。因为可见光的波长在400-800nm之间,这正好在乳状液滴大小范围,因而产生漫反射。乳状液是热力学不稳定的多分散体系,是处于不平衡状态的,静置后会分层。而微乳状液的液滴比乳状液的要小而比胶团要大。通常在10-100nm的范围。胶团大小不超过10nm。由于其液滴尺寸比可见光的波长短,故呈透明或近乎透明状。微乳状液的稳定性很高,长时间放置不会分层,而且还能(p286) 自动乳化,因此有人认为微乳状液是平衡体系。从粒子的大小来说.微乳状液是介于乳状液和胶团溶液之间的。如果在乳状液中加入更多量的表面活性别,并加入适量的辅助剂,就能使它转变为微乳状液。另外,如果在浓的胶团溶液中加入一定数量的油及辅助剂,也可以使胶团溶液变成微乳状液。故有人把它称为“胶团乳状液”。图8-20描述了从胶团经过微乳状液变成宏乳状液的情况。

图8-20 从胶团a常溶胀转变成微乳状液滴b,c到最后变成乳状液d的过程(图中液滴的大小是不按比例的)

当表面活性剂水溶液的浓度大于cmc值时,就会形成胶团。此时,若加入油,则其分子会进入胶团中被表面活性剂分子的非极性端所包围,而呈现出“增溶作用”。如图8-20a所示。随着这—过程的进行.进入胶团中的油量增加,使胶闭溶胀而变成小油滴——微乳状液滴。如图8-20bc所示。过程继续进行,变成宏乳状液滴,如图8-20d所示:注意图中粒子的尺寸是不按比例的,从da是逐渐放大的图形。与此同时,0verbeek还估计出各种不同大小液滴上表面活性剂的数量。表8-6列出了在离子型表面活性剂稳定的WO微乳状液中,液滴表面及体相表面活性离子

的数目。

微乳液也可分为不同的类型,除了O/WWO型外,还有双连续型,而且有单相和多相之分。OWWO型结构已有实验表明是球形,以小液滴分散在另一种液体中,球的半径为10-50nm。这种模式是受通常乳状液结构影响。但微乳液面临一个不可忽视的事实,即存在超低界面张力,界面张力低达10-2mN/m,甚至为负值。界面张力如此之低.以致一般分子热运动都足以使界面产生涨落波动,因此,人们对微乳液结构的认识有了变化,界面张力并不是主要的,当然结构单元也并非固定不变。至于双连续型结构有(p287)各种模式,例如,Friberg提出是无序的层状结构.而Scriven认为是立方液晶,见图8-21

图8-21 两种完全不同的双连续结构a)无序结构 b)有序立方体系

以后又有各种模型出现,像TP模型、ACRS模型等等。但一致认为不要拘泥于某—固定模式,而应注重于各种因素的影响。也有人将其分为4种类型,因8-22示出了这4种微乳状液类型。Winsor IOW型微乳液与剩余油相呈平衡的体系,Winsor Ⅱ是WO型微乳液与剩余水相呈平衡的体系,Winsor Ⅲ是双连续型微乳液与剩余水相及剩余油相呈平衡的体系,所以有的也将此种微乳液称为中相微乳液,而将前两者分别称为下相和上相微乳液。均匀的单相微乳液,无论是OW还是WO型,统称为Winsor Ⅳ。

图8-22 微乳液的类型

要形成微乳状液除了要在油-水体系中加入较大量的乳化剂以外,还需要加入一些助乳化剂。若以离子型表面活性剂作乳化剂时,助乳化剂选用憎水型,如带有中等链长的醇类。例如在十二烷烃-水体系中加入作乳化利用的油酸盐及作助乳化利用的十六烷基醇,则形成OW型的微乳状液。其结构如图8-23所示。

作为乳化刑的油酸盐是离子型表面活性剂,它在水中离解出正离子,而带负电荷的油酸根吸附在界面上,带负电端插入水中,烃链长2.5nm,截面积0.2nm2,这样便构成界面层厚度为2.5nm的微乳状液滴。不向大小的液滴,界面层所占体积百分数是不相同的。表8-7列出了它们之间的关系。

微乳状液是由水、油、乳化剂和助乳化剂所组成的,在它们的一定组成区域内才能形成微乳状液。因此可以用正四面体的四元相图来描述微乳状液出现的区域。但为方便起见,也可以用其投影图来描述,即在一定助乳化剂条件下以水、油和乳化剂的三元相图来(p288)描述。Prince提出了如图8-24所示的假想平衡相图。

图8-23 被油酸盐及十六烷基醇稳定的十二烷烃/水微状乳液滴的结构示意图

图8-24 Prince假想的能显示出胶团溶液乳状液和微乳状液存在区域的水-油-乳化剂三元平衡相图

从图可见,在水--乳化剂三元体系中都有可能形成胶团溶液(包括水溶性及油溶性),乳状液和微乳状液(包括OW型及WO)。微乳状液也像普通乳状液那样具有O/W型和WO型,而且在一定条件下,如改变温度或加

入对抗性试剂,都可能发生转换。例如WO型微乳状液在一定条件下先转变成被油包围的水柱,进而变成油溶性的表面活性剂夹层,在夹层中间为水相。最后转变成OW型微乳状液,整个转换过程可用图8-25来描述。

关子微乳状液的形成,除了上述的胶团溶胀理论以外,还有J.H.Schulman等人提出的负表面张力理论。他从实验测定KCl水溶液-苯—油酸钾(乳化剂)体系逐渐加入正已醇(助乳化剂)时界面张力的变化。发现随着正己醇的加入,界面张力逐渐下降并趋于零。看其下降趋势可越过零线变为负值,但负界面张力不能稳定存在,当体系趋于平衡时,液滴变小以扩大界面面积,使负界面张力消除,结果微乳状液自发形成。

微乳状液的“混合膜理论”更进一步说明它的形成机理。如果在油-水界面中加入乳(p 289)化剂,则在界面上形成一层单分子膜。若油-水的界面张力为σn-W,加入乳化剂后体系界面张力降为σ1,则相应的膜压π与它们的关系为

σ1 σn-W -π(823)

如果进一步加入助乳化剂到该体系中,则界面膜是由乳化剂、助乳化剂及掺有油所组成的混合膜,如图8-23所示。

a)W/O型微乳状液;b)被油包围的水柱;c)油溶性表面活性剂夹层;d)O/W型微乳状液(图中○~表示乳化剂;~表示助乳化剂)

8-25 微乳状液转换机理

由于助乳化剂的加入使得油-水界面张力从σn-W降低到O-W)n,而使混合膜压大大提高。例如在石蜡油-水界面加入醇后使σn-W50mN/m降低到O-W)n15N/m,而在钠皂的活性剂中加入醇后,膜压从15N/m增加到35N/m。由式(8-23)可见,由于σn-W减小及π值增大,最后会导致61减小并变成负值:因而界面面积自发增大,分散度增加,形成稳定的微乳状液:

形成微乳状液的类型及液滴的大小与混合界面层两边的界面张力的相对大小有关。图8-26描述了微乳状液形成时混合双层膜弯曲的机理,图中πWπO表示平面混合双层膜水边和油边的膜压,而πWπO则表示弯曲混合双层膜水边和油边的膜压。由于π Wπ O,故在平面混合双层膜中产生压力梯度为πG,它由π Wπ O确定。当πOπW时,则形成OW型微乳状液,混合双层膜的弯曲程度由O-W)a-πG决定。这一差值越大,则弯曲程度越大,形成的微乳状液越小;相反,当πOπW时,则形成WO型微乳状液。同样,形成微乳状液的大小由 O -W)n-πG来决定。

图8-26 微乳状液形成时混合双层膜拜弯曲机理说明

资料来源:合成树脂乳液,[日]奥田平,稻垣宽编,黄志启等译,<乳液涂料>作者:藏野亘弘,化学工业出版社1989,11;319

最近涂料用乳液

要用乳液涂料来代替过去广泛使用的溶剂型涂料,那么必须对乳液的性能进行大幅度的改进和提高。

另外也必须是能超越迄今为止乳液所具有界限和限制的东西。在涂料领域中,恐怕是乳液和水溶性高分子(主要是常温交联型的)等的配合将要成为今后技术上的课题。

本节主要拟就最近正在试制的涂料用乳液中几种新型乳液的梗概加以叙述。

11.9.1超微粒型乳液

这种由非常微小粒子形成的超微粒型乳液,其粒径是一般乳液粒径的几分之一到几十分之一。让我们看看在专利和文献中的一些超微粒型乳液。将丙烯酸酯/甲基丙烯酸酯/聚合性乙烯单位/聚合性羧酸的悬浮聚合物或乳液聚合物在含有氨水、胺类水溶液、醇类、亲水性溶剂的水中进行再分散,就会生成极细粒径的所谓超微粒型乳液。在颗粒非常小的情况下,乳液呈天蓝色,半透明状。可以看做是介于树脂溶液和乳液之间的状态。固体含量虽高但粘度较低。

超微粒型乳液成膜好,可在相当广的范围内改变树脂的性质.颗粒微细有利于表面润湿,能制成光泽性较好的涂膜.

固体粒(颜料)的分散与稳定

资料来源:<有机颜料>莫述诚陈洪 施印华编著,化学工业出版社,1988,12;55-82

颜料的性能,虽然主要取决于颜料分子的化学结构,但是颜料粒子的物理化学状态对性能也有很大的影响。它不仅影响到各种耐受度,而且影响到着色力、遮盖力、色光等。有时,甚至比引入取代基的作用还要明显。

例如颜料的粒度,对其性能就有相当明显的影响。

为了直观起见,不妨从一个通常的事例开始讨论。设有两个玻璃瓶,内装相同量的某种玻璃。一个瓶中装玻璃球,另一个瓶中装磨细了的玻璃粉。在黑暗的背景前,观察到玻璃球的颜色显然是背景的深色,而玻璃粉的情况不同,它将显灰白色或白色,磨得越细,所显示的颜色也越白。如果瓶中所装的是有色玻璃,不难想像,粒子越细,则观察到的颜色必定越浅。这说明,粒子的线性尺寸在一定范围内变动时,对于遮盖力和颜色的明度是有十分明显的影响的。

粒子变小时,光在粒子与空气界面上的反射作用加强,其遮盖力及明度值会显著提高。颜料粒子的大小与遮盖力、明度的关系也是这样。颜料粒子是一种晶态微粒,它对光的反射作用主要取决于颜料晶体与周围介质的折射系数之差。折射系数差别比较大时,反射作用比较强,其遮盖力及明度值就会提高。例如白垩的折射系数(1.6)与亚麻油的折射系数(1.5)很接近,所以白垩在亚麻油中分散时不能用作白色颜料;金红石型和锐钛矿型二氧化钛有相当高的折射系数(分别为2.7l和2.55),它们是很好的白色颜料,但是,若粒子粗大,遮盖力仍不理想,只有当粒度很细时,其遮盖力才会大大提高。不过颗粒变小并不能无限地增加遮盖力,当颜料粒子的线性尺寸小于光波波长时,大部分光线将绕过颜料粒子,这时,遮盖力反而变得很差。因此,并非粒子越细越好。(P55)

由上述各节讨论可知,粒子的大小、晶型、表面状态、聚集方式等,对于颜料的使用性能有相当大的影响。粗制颜料,在这些方面常难达到适当要求,故使用性能往往不佳,不宜直接付诸应用。必需经过一系列化学、物理及机械处理,用适当方式调整颜料粒子的晶型、大小和表面状态,才能使其具备合格的使用性能。这个过程,称为颜料化加工(俗称颜料化)。

颜料化加工的一般过程如图35-l所示。(P73)

原料在水介质中反应生成颜料时,首先形成晶核。接着成长为晶体,并形成一次粒子与二次粒子。经洗涤或过滤获得颜料浆或滤饼。此后,可有两种处理办法:一种办法是,将滤饼烘干成团块,经粉碎,再与分散介质和适当的助剂一起混合研磨,使其分散到所需要求。另一种办法是将颜料浆或滤饼直接移入油相,这时,水相即被分离出去,称为挤水换相。这个方法的优点在于避免了烘干时的结块,保持了颜料颗粒刚生成时的细度.这种方法,对于某些干燥结块后很难分散的颜料尤为适用.

根据浮选原理,近年来又提出水气换相法.该法首先使有机颜料粒子表面具有较强的憎水性,然后在颜料-水分散体系中鼓入某种不活泼气体,这时,具有憎水表面的微细颗粒被吸附于气泡表面,粗大颗粒则因比表面积小,难被吸附而沉入液底。分离出液面泡沫层颜料,烘干后即可得优质细粉状颜料。

除一般性过程外。不同的有机颜料,还应因地制宜地选用不同的颜料化加工方法。

目前常用的方法主要有以下几种:

(简述:[酸处理法]溶解于浓硫酸,稀释后沉淀析出。

[溶剂处理法]用极性溶剂溶解,然后用水蒸汽蒸出溶剂,析出染料,[机械分散法]研磨等方法,[表面处理法]包裹法,见以下详述:)

表面处理,是使颜料粒子表面吸附某种添加剂,以达到:一、占据表面活性部位,抑制晶体的进一步生长;二、减少形成二次粒子的机会,或防止形成大粒坚硬的聚结体;三、改变界面状况,调节粒子表面的亲油、亲水特性;四、形成表面保护膜,提高分散稳定性及增强其抗絮凝能力,改善耐晒、耐候性能。使用的添加剂.一般是表面活性剂及高分子物质.添加剂的种类,用量、在生产过程的哪一步添加等,对颜料化效果有不同的影响。

最重要的添加剂有松香酸衍生物、脂肪胺、酰胺和原来颜料的衍生物等。

松香酸衍生物;大多利用其低溶解度的碱土金属盐或游离酸。吸附于粒子表面后,可以抑制晶体的生长,降低粒子的聚集情况,改进颜料的分散性能.它被广泛用于偶氮色淀颜料制备。一般将染料液与松香皂溶液混合,然后加入碱土金属盐,使色淀与碱土金属的松香酸盐共沉淀,即可得质地疏松、易于研磨的产品。为了克服天然松香易被氧化、不利于贮存、耐热性差等缺点,现已逐步采用其改性物质,如四氢化松香酸等耐氧化衍生物。

脂肪胺类添加剂,一般用其长碳链脂肪胺的可溶性盐。它在水溶液中,含氮的极性端基带正电荷.是一种阳离子型表面活性剂.而某些有机颜料(尤其是偶氮颜料)的极性基(如-Cl、-OH基等)常带有负电荷,(P81)

它们可以将含氮极性基吸附于颜料粒子表面,使亲油的脂肪链包围在外层,从而增强粒子表面的憎水性。因此,在挤水换相过程中,预先在水相颜料浆中加脂肪铵盐,可以使颜料粒子更顺利、更完全地转入油相,并使所得颜料在油性分散介质中有更好的分散性。显然,这种添加剂也有助于“水气换相”。

用高分子聚合物(例如聚酰胺类树脂)进行表面处理,几乎适用于一切有机颜料。其基本原理是使树脂状高聚物包裹颜料粒子,粒子处于保护层之中,相邻粒子间形成机械性障碍层,阻止干燥过程中粒子的相互粘结:处理时可以将颜料、聚合物单体和分散介质相混合,研磨,并加入聚合引发;同。这种方法,称为原位聚合insitu polymerization),所得的聚合物涂层颜料(polymer coated pigment)是一种以颜料为核心、高聚物涂层为外壳的包核产品,耐光、耐氧化性都比较好,而且与使用的介质、粘合剂等都有很好的相容性,不仅适用于原浆着色,而且也可用于印墨。

前面已经讲过,颜料的抗絮凝能力和表面电荷有关。而表面电荷的大小可以用ζ电位的大小来衡量。但是,实验证明,对于非水的油墨或油漆体系而言。高聚物的空间阻碍对抗絮凝能力的影响,要比ζ电位的影响更大。所以人们自然就十分重视高聚物添加剂的选择和改进。在颜料含量极高的非水分散系中,一种优良的添加剂,除了使体系有高度的抗絮凝能力外,还必须保持良好的流动性。树脂类高分子量的聚合物添加量大时,常使体系过于稠粘。为克服这类缺点,人们选择某些低分子量的有交联结构的共聚物为添加剂。它由两部分构成,一部分是憎油的极性基,另一部分是带支链的亲油部分。前者受颜料中极性基吸引而附着在粒子表面,后者则包裹在粒子外,情况与胺类添加剂颇相似,不过此处是一些低分子量的交联共聚物而非简单的脂肪胺中的脂链。包在粒子外部的亲油层吸收油性介质形成溶剂化层,保护着颜料粒子的分散状态。这样,可以制成颜料含量高达40%的油墨。

文中文献资料注释:

[7]周春隆,染料工业,No.2,1984

[14]P.C.Hiemenz,Princples of Colloid and Surface Chemistry,Marcel Dekker,Inc.,1977

[16]G.D.Parfitt ;’Dispersion of Powder inLiquids’,Chapt.10,1981

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