In آخرین مقالهدر این بخش، ظهور پراکنده‌سازها، برخی مکانیسم‌ها و عملکردهای آنها را معرفی کردیم. در این بخش، انواع پراکنده‌سازها را در دوره‌های مختلف به همراه تاریخچه توسعه پراکنده‌سازها بررسی خواهیم کرد.
عامل ترکننده و پخش‌کننده سنتی با وزن مولکولی کم
اولین دیسپرسنت، نمک تری اتانول آمین اسید چرب بود که حدود ۱۰۰ سال پیش به بازار عرضه شد. این دیسپرسنت در کاربردهای عمومی رنگ صنعتی بسیار کارآمد و مقرون به صرفه است. استفاده از آن غیرممکن نیست و عملکرد اولیه آن در سیستم آلکید روغن متوسط بد نیست.
در دهه‌های ۱۹۴۰ تا ۱۹۷۰، رنگدانه‌های مورد استفاده در صنعت پوشش، رنگدانه‌های معدنی و برخی رنگدانه‌های آلی بودند که پراکندگی آنها آسان‌تر بود. پراکنده‌سازها در این دوره موادی مشابه سورفکتانت‌ها بودند، با یک گروه لنگر رنگدانه در یک انتها و یک بخش سازگار با رزین در انتهای دیگر. اکثر مولکول‌ها فقط یک نقطه لنگر رنگدانه داشتند.
از نظر ساختاری، می‌توان آنها را به سه دسته تقسیم کرد:
(1) مشتقات اسید چرب، شامل آمیدهای اسید چرب، نمک‌های آمید اسید چرب و پلی‌اترهای اسید چرب. به عنوان مثال، اسیدهای چرب اصلاح‌شده با بلوک‌هایی که توسط BYK در سال‌های 1920-1930 توسعه داده شدند و با آمین‌های زنجیره بلند نمک‌پاشی شدند تا Anti-Terra U به دست آید. همچنین P104/104S از BYK با گروه‌های انتهایی عملکردی بالا بر اساس واکنش افزایشی DA وجود دارد. BESM® 9116 از شرکت Shierli یک دیسپرس‌کننده‌ی ضد لخته‌سازی و یک دیسپرس‌کننده‌ی استاندارد در صنعت بتونه است. این دیسپرس‌کننده دارای خواص ترشوندگی، ضد ته‌نشینی و پایداری ذخیره‌سازی خوبی است. همچنین می‌تواند خواص ضد خوردگی را بهبود بخشد و به طور گسترده در آسترهای ضد خوردگی استفاده می‌شود. BESM® 9104/9104S همچنین یک دیسپرس‌کننده‌ی لخته‌سازی کنترل‌شده‌ی معمولی با گروه‌های لنگر چندگانه است. این دیسپرس‌کننده می‌تواند هنگام پراکنده شدن، ساختار شبکه‌ای تشکیل دهد که در کنترل رسوب رنگدانه و رنگ شناور بسیار مفید است. از آنجایی که مواد اولیه‌ی دیسپرسنت‌های مشتق‌شده از اسید چرب دیگر به مواد اولیه‌ی پتروشیمی وابسته نیستند، تجدیدپذیر هستند.
(2) پلیمرهای استر اسید فسفریک آلی. این نوع دیسپرس‌کننده قابلیت اتصال جهانی برای رنگدانه‌های معدنی دارد. به عنوان مثال، BYK 110/180/111 و BESM® 9110/9108/9101 از شرکت شیرلی، دیسپرس‌کننده‌های عالی برای دیسپرس کردن دی‌اکسید تیتانیوم و رنگدانه‌های معدنی هستند و کاهش ویسکوزیته، توسعه رنگ و عملکرد ذخیره‌سازی فوق‌العاده‌ای دارند. علاوه بر این، BYK 103 و BESM® 9103 از شرکت شیرلی هر دو مزایای کاهش ویسکوزیته عالی و پایداری ذخیره‌سازی را هنگام دیسپرس کردن دوغاب‌های مات نشان می‌دهند.
(3) پلی‌اترهای آلیفاتیک غیر یونی و پلی‌اکسی‌اتیلن اترهای آلکیل‌فنول. وزن مولکولی این نوع پخش‌کننده عموماً کمتر از 2000 گرم بر مول است و بیشتر بر پراکندگی رنگدانه‌ها و پرکننده‌های معدنی تمرکز دارد. آنها می‌توانند به خیساندن رنگدانه‌ها در حین آسیاب کردن کمک کنند، به طور مؤثر روی سطح رنگدانه‌های معدنی جذب شوند و از لایه لایه شدن و رسوب رنگدانه‌ها جلوگیری کنند و می‌توانند لخته شدن را کنترل کرده و از شناور شدن رنگ‌ها جلوگیری کنند. با این حال، به دلیل وزن مولکولی کم، آنها نمی‌توانند مانع فضایی مؤثری ایجاد کنند و همچنین نمی‌توانند براقیت و وضوح فیلم رنگ را بهبود بخشند. گروه‌های لنگر یونی نمی‌توانند روی سطح رنگدانه‌های آلی جذب شوند.
دیسپرس‌کننده‌های با وزن مولکولی بالا
در سال ۱۹۷۰، استفاده از رنگدانه‌های آلی در مقادیر زیاد آغاز شد. رنگدانه‌های فتالوسیانین شرکت ICI، رنگدانه‌های کیناکریدون شرکت DuPont، رنگدانه‌های تراکمی آزو شرکت CIBA، رنگدانه‌های بنزیمیدازولون شرکت Clariant و غیره همگی صنعتی شده و در دهه ۱۹۷۰ وارد بازار شدند. عوامل خیس‌کننده و پراکنده‌ساز اولیه با وزن مولکولی پایین دیگر نمی‌توانستند این رنگدانه‌ها را تثبیت کنند و پراکنده‌سازهای جدید با وزن مولکولی بالا شروع به توسعه کردند.
این نوع دیسپرس‌کننده دارای وزن مولکولی 5000-25000 گرم بر مول است و تعداد زیادی از گروه‌های لنگر رنگدانه روی مولکول قرار دارند. زنجیره اصلی پلیمر سازگاری گسترده‌ای را فراهم می‌کند و زنجیره جانبی حلال‌دار، مانع فضایی ایجاد می‌کند، به طوری که ذرات رنگدانه کاملاً در حالت لخته‌زدایی و پایدار قرار می‌گیرند. دیسپرس‌کننده‌های با وزن مولکولی بالا می‌توانند رنگدانه‌های مختلف را تثبیت کنند و مشکلاتی مانند شناوری رنگ و شناوری را به طور کامل حل کنند، به خصوص برای رنگدانه‌های آلی و کربن سیاه با اندازه ذرات کوچک و لخته‌سازی آسان. دیسپرس‌کننده‌های با وزن مولکولی بالا، همگی دیسپرس‌کننده‌های لخته‌زدایی با گروه‌های لنگر رنگدانه متعدد روی زنجیره مولکولی هستند که می‌توانند ویسکوزیته خمیر رنگ را به شدت کاهش دهند، قدرت رنگ‌دهی رنگدانه، براقیت و شفافیت رنگ را بهبود بخشند و شفافیت رنگدانه‌های شفاف را بهبود بخشند. در سیستم‌های پایه آب، دیسپرس‌کننده‌های با وزن مولکولی بالا مقاومت عالی در برابر آب و مقاومت در برابر صابونی شدن دارند. البته، دیسپرس‌کننده‌های با وزن مولکولی بالا ممکن است برخی عوارض جانبی نیز داشته باشند که عمدتاً از مقدار آمین دیسپرس‌کننده ناشی می‌شود. مقدار آمین بالا منجر به افزایش ویسکوزیته سیستم‌های اپوکسی در طول انبارداری؛ کاهش دوره فعال‌سازی پلی‌یورتان‌های دوجزئی (با استفاده از ایزوسیانات‌های آروماتیک)؛ کاهش واکنش‌پذیری سیستم‌های پخت اسیدی؛ و تضعیف اثر کاتالیزوری کاتالیزورهای کبالت در آلکیدهای خشک‌شونده در هوا می‌شود.
از دیدگاه ساختار شیمیایی، این نوع پراکنده‌ساز عمدتاً به سه دسته تقسیم می‌شود:
(1) دیسپرس‌کننده‌های پلی‌یورتان با وزن مولکولی بالا، که دیسپرس‌کننده‌های پلی‌یورتان معمولی هستند. به عنوان مثال، BYK 160/161/163/164، BESM® 9160/9161/9163/9164، EFKA 4060/4061/4063 و آخرین نسل دیسپرس‌کننده‌های پلی‌یورتان BYK 2155 و BESM® 9248. این نوع دیسپرس‌کننده نسبتاً زود ظاهر شد و مخاطبان گسترده‌ای دارد. این دیسپرس‌کننده خواص کاهش ویسکوزیته و توسعه رنگ خوبی برای رنگدانه‌های آلی و کربن سیاه دارد و زمانی به دیسپرس‌کننده استاندارد برای رنگدانه‌های آلی تبدیل شد. آخرین نسل دیسپرس‌کننده‌های پلی‌یورتان به طور قابل توجهی خواص کاهش ویسکوزیته و توسعه رنگ را بهبود بخشیده‌اند. BYK 170 و BESM® 9107 برای سیستم‌های کاتالیز شده با اسید مناسب‌تر هستند. این دیسپرس‌کننده هیچ مقدار آمینی ندارد، که خطر تجمع در طول ذخیره‌سازی رنگ را کاهش می‌دهد و بر خشک شدن رنگ تأثیر نمی‌گذارد.
(2) پخش‌کننده‌های پلی‌اکریلات. این پخش‌کننده‌ها، مانند BYK 190 و BESM® 9003، به پخش‌کننده‌های استاندارد جهانی برای پوشش‌های پایه آب تبدیل شده‌اند.
(3) پخش‌کننده‌های پلیمری چندشاخه. پرکاربردترین پخش‌کننده‌های چندشاخه، Lubrizol 24000 و BESM® 9240 هستند که آمیدها + ایمیدهای مبتنی بر پلی‌استرهای زنجیره بلند هستند. این دو محصول، محصولات ثبت اختراع شده‌ای هستند که عمدتاً برای تثبیت رنگدانه‌ها به ستون فقرات پلی‌استر متکی هستند. توانایی آنها در کنترل کربن سیاه هنوز عالی است. با این حال، پلی‌استر در دماهای پایین متبلور می‌شود و همچنین در رنگ نهایی رسوب می‌کند. این مشکل به این معنی است که 24000 فقط می‌تواند در جوهرها استفاده شود. از این گذشته، می‌تواند هنگام استفاده برای پخش کربن سیاه در صنعت جوهر، توسعه رنگ و پایداری بسیار خوبی را نشان دهد. به منظور بهبود عملکرد تبلور، Lubrizol 32500 و BESM® 9245 یکی پس از دیگری ظاهر شدند. در مقایسه با دو دسته اول، پخش‌کننده‌های پلیمری چندشاخه دارای ساختار مولکولی کروی و گروه‌های میل ترکیبی رنگدانه بسیار متمرکز هستند که معمولاً با توسعه رنگ برجسته و عملکرد کاهش ویسکوزیته قوی‌تر همراه هستند. سازگاری دیسپرس‌کننده‌های پلی‌یورتان را می‌توان در طیف وسیعی تنظیم کرد، که عمدتاً شامل تمام رزین‌های آلکیدی از روغن بلند تا روغن کوتاه، تمام رزین‌های پلی‌استر اشباع و رزین‌های اکریلیک هیدروکسیل می‌شود و می‌تواند اکثر کربن سیاه‌ها و رنگدانه‌های آلی با ساختارهای مختلف را پایدار کند. از آنجایی که هنوز تعداد زیادی گرید مختلف بین وزن مولکولی ۶۰۰۰ تا ۱۵۰۰۰ وجود دارد، مشتریان باید سازگاری و میزان افزودنی را بررسی کنند.
پخش‌کننده‌های پلیمریزاسیون رادیکال آزاد قابل کنترل
پس از سال ۱۹۹۰، تقاضای بازار برای پراکندگی رنگدانه‌ها بیشتر بهبود یافت و پیشرفت‌هایی در فناوری سنتز پلیمر حاصل شد و جدیدترین نسل از پراکنده‌سازهای پلیمریزاسیون رادیکال آزاد کنترل‌شده توسعه یافت.
پلیمریزاسیون رادیکال آزاد قابل کنترل (CFRP) دارای ساختار دقیقاً طراحی شده‌ای است که در یک انتهای پلیمر یک گروه لنگری و در انتهای دیگر یک بخش حلالی قرار دارد. CFRP از همان مونومرهای پلیمریزاسیون معمولی استفاده می‌کند، اما از آنجا که مونومرها به طور منظم‌تری روی بخش‌های مولکولی قرار گرفته‌اند و توزیع وزن مولکولی یکنواخت‌تر است، عملکرد دیسپرس‌کننده پلیمری سنتز شده جهش کیفی چشمگیری دارد. این گروه لنگری کارآمد، توانایی ضد لخته شدن دیسپرس‌کننده و توسعه رنگ رنگدانه را تا حد زیادی بهبود می‌بخشد. بخش حلالی دقیق، ویسکوزیته آسیاب خمیر رنگی پایین‌تر و افزودن رنگدانه بالایی را به دیسپرس‌کننده می‌دهد و دیسپرس‌کننده سازگاری گسترده‌ای با مواد پایه رزینی مختلف دارد.
توسعه‌ی دیسپرس‌کننده‌های پوشش مدرن سابقه‌ای کمتر از ۱۰۰ سال دارد. انواع مختلفی از دیسپرس‌کننده‌ها برای رنگدانه‌ها و سیستم‌های مختلف در بازار وجود دارد. منبع اصلی مواد اولیه‌ی دیسپرس‌کننده‌ها هنوز مواد اولیه‌ی پتروشیمی است. افزایش نسبت مواد اولیه‌ی تجدیدپذیر در دیسپرس‌کننده‌ها، یک مسیر توسعه‌ی بسیار امیدوارکننده است. از فرآیند توسعه‌ی دیسپرس‌کننده‌ها، دیسپرس‌کننده‌ها روز به روز کارآمدتر می‌شوند. چه توانایی کاهش ویسکوزیته باشد و چه توسعه‌ی رنگ و سایر توانایی‌ها به طور همزمان در حال بهبود باشند، این فرآیند در آینده نیز ادامه خواهد یافت.
مواد جدید نانجینگ ریبورن (Nanjing Reborn) ارائه می‌دهدعامل پخش کننده رطوبت برای رنگ ها و پوشش ها، از جمله برخی که با Disperbyk مطابقت دارند.
زمان ارسال: ۲۵ آوریل ۲۰۲۵