In соңғы мақала, дисперсті заттардың пайда болуымен, дисперсті заттардың кейбір механизмдері мен функцияларымен таныстырдық. Бұл үзіндіде біз дисперстердің даму тарихымен әр түрлі кезеңдердегі диспергирлердің түрлерін зерттейтін боламыз.

Дәстүрлі төмен молекулалық ылғалдандырғыш және дисперсті агент
Ең ерте дисперсант май қышқылының триэтаноламин тұзы болды, ол шамамен 100 жыл бұрын нарыққа шығарылды. Бұл дисперсант жалпы өнеркәсіптік бояу қолданбаларында өте тиімді және үнемді. Оны пайдалану мүмкін емес және оның орташа майлы алкидті жүйедегі бастапқы өнімділігі жаман емес.

1940-1970 жылдары жабын өнеркәсібінде қолданылатын пигменттер бейорганикалық пигменттер және дисперсті оңайырақ болатын кейбір органикалық пигменттер болды. Осы кезеңдегі дисперсенттер беттік белсенді заттарға ұқсас заттар болды, олардың бір жағында пигментті бекіту тобы және екінші жағында шайырмен үйлесімді сегменті бар. Молекулалардың көпшілігінде тек бір пигментті бекіту нүктесі болды.

Құрылымдық тұрғыдан оларды үш санатқа бөлуге болады:

(1) май қышқылдарының туындылары, соның ішінде май қышқылы амидтері, май қышқылы амидтерінің тұздары және май қышқылының полиэфирлері. Мысалы, 1920-1930 жылдары BYK әзірлеген блоктары бар модификацияланған май қышқылдары, олар Anti-Terra U алу үшін ұзын тізбекті аминдермен тұздалған. Сондай-ақ DA қосу реакциясына негізделген жоғары функционалды соңғы топтары бар BYK P104/104S бар. Шиерліден шыққан BESM® 9116 дефлокуляциялық дисперсті және замазка өнеркәсібіндегі стандартты дисперсті болып табылады. Ол жақсы ылғалдануға, тұнбаға қарсы қасиеттерге және сақтау тұрақтылығына ие. Ол сондай-ақ коррозияға қарсы қасиеттерді жақсарта алады және коррозияға қарсы праймерлерде кеңінен қолданылады. BESM® 9104/9104S сонымен қатар бірнеше анкерлік топтары бар әдеттегі басқарылатын флокуляция дисперсті болып табылады. Ол дисперсті кезде желі құрылымын құра алады, бұл пигменттің шөгуін және өзгермелі түсті бақылауда өте пайдалы. Май қышқылдарының туынды дисперсиялық шикізаты мұнай-химия шикізатына тәуелді емес болғандықтан, олар жаңартылатын болып табылады.

(2) Органикалық фосфор қышқылының күрделі эфир полимерлері. Дисперсанттың бұл түрі бейорганикалық пигменттер үшін әмбебап бекіту қабілетіне ие. Мысалы, Shierli компаниясының BYK 110/180/111 және BESM® 9110/9108/9101 тұтқырлығының тамаша төмендеуі, түс дамуы және сақтау өнімділігі бар титан диоксиді мен бейорганикалық пигменттерді диспергирлеуге арналған тамаша дисперсенттер болып табылады. Сонымен қатар, Шиерліден шыққан BYK 103 және BESM® 9103 екеуі де матовый суспензияларды тарату кезінде тұтқырлықты азайтудың тамаша артықшылықтарын және сақтау тұрақтылығын көрсетеді.

(3) Иондық емес алифатты полиэфирлер және алкилфенол полиоксиэтилен эфирлері. Бұл түрдегі дисперсанттың молекулалық салмағы әдетте 2000 г/мольден аз және ол бейорганикалық пигменттер мен толтырғыштардың дисперсиясына көбірек көңіл бөледі. Олар ұнтақтау кезінде пигменттерді ылғалдандыруға, бейорганикалық пигменттердің бетіне тиімді адсорбциялауға және пигменттердің стратификациясы мен тұнбаға түсуіне жол бермеуге көмектеседі, флокуляцияны бақылайды және өзгермелі түстерді болдырмайды. Дегенмен, шағын молекулалық салмаққа байланысты олар тиімді стерикалық кедергіні қамтамасыз ете алмайды, сонымен қатар бояу қабықшасының жылтырлығы мен айқындылығын жақсарта алмайды. Иондық анкерлік топтар органикалық пигменттердің бетіне адсорбцияланбайды.

Жоғары молекулалы дисперсенттер
1970 жылы органикалық пигменттер көп мөлшерде қолданыла бастады. ICI фталоцианин пигменттері, DuPont хинакридон пигменттері, CIBA-ның азоконденсация пигменттері, Clariant бензимидазолон пигменттері және т.б. барлығы 1970-ші жылдары өнеркәсіптік деңгейде дамып, нарыққа шықты. Бастапқы төмен молекулалық салмақты ылғалдандырғыш және дисперсиялық агенттер бұл пигменттерді бұдан былай тұрақтандыра алмады және жаңа жоғары молекулалы дисперсенттер жасала бастады.

Дисперсанттың бұл түрінің молекулалық массасы 5000-25000 г/моль, молекуласында пигментті бекіту топтары көп. Полимердің негізгі тізбегі кең үйлесімділікті қамтамасыз етеді, ал сольватталған бүйірлік тізбек стерикалық кедергіні қамтамасыз етеді, осылайша пигмент бөлшектері толығымен дефлокуляцияланған және тұрақты күйде болады. Жоғары молекулалық салмақты дисперсенттер әртүрлі пигменттерді тұрақтандырып, қалқымалы түс және қалқымалы сияқты мәселелерді толығымен шеше алады, әсіресе органикалық пигменттер мен бөлшектердің өлшемі шағын және флокуляциясы жеңіл көміртекті қара үшін. Жоғары молекулалық салмақты дисперсенттер – молекулалық тізбекте көптеген пигментті анкерлік топтары бар дефлокуляциялық дисперсенттер, олар түсті пастаның тұтқырлығын айтарлықтай төмендетеді, пигментті реңктің беріктігін, бояу жылтырлығы мен айқындылығын жақсартады және мөлдір пигменттердің мөлдірлігін жақсартады. Су негізіндегі жүйелерде жоғары молекулалы дисперсенттер суға тамаша төзімділікке және сабындануға төзімділікке ие. Әрине, жоғары молекулалы дисперсенттер де кейбір жанама әсерлерге ие болуы мүмкін, олар негізінен дисперсанттың амин мәнінен туындайды. Жоғары амин мәні сақтау кезінде эпоксидті жүйелердің тұтқырлығының жоғарылауына әкеледі; екі компонентті полиуретанды белсендіру мерзімінің қысқаруы (ароматты изоцианаттар көмегімен); қышқылмен емдеу жүйелерінің реактивтілігінің төмендеуі; және ауада кептіретін алкидтердегі кобальт катализаторларының каталитикалық әсері әлсіреген.

Химиялық құрылым тұрғысынан дисперстердің бұл түрі негізінен үш санатқа бөлінеді:

(1) Типтік полиуретанды дисперсенттер болып табылатын жоғары молекулалық салмақты полиуретанды дисперсенттер. Мысалы, BYK 160/161/163/164, BESM® 9160/9161/9163/9164, EFKA 4060/4061/4063 және BYK 2155 және BESM® 928 типті полиуретанды дисперстілердің соңғы буыны салыстырмалы түрде кең тараған аудиторияға ие. Ол органикалық пигменттер мен көміртегі қарасы үшін жақсы тұтқырлықты төмендететін және түс дамыту қасиеттеріне ие және бір кездері органикалық пигменттер үшін стандартты дисперсант болды. Полиуретанды диспергирлеушілердің соңғы буыны тұтқырлықты төмендететін және түс дамыту қасиеттерін айтарлықтай жақсартты. BYK 170 және BESM® 9107 қышқылмен катализделген жүйелер үшін қолайлы. Дисперсанттың амин мәні жоқ, бұл бояуды сақтау кезінде агломерация қаупін азайтады және бояудың кептірілуіне әсер етпейді.

(2) Полиакрилатты дисперсенттер. BYK 190 және BESM® 9003 сияқты бұл дисперсенттер су негізіндегі жабындарға арналған әмбебап стандартты дисперсенттерге айналды.

(3) Гипертармақталған полимерлі дисперсенттер. Ең көп қолданылатын гипертармақталған дисперсенттер Lubrizol 24000 және BESM® 9240 болып табылады, олар ұзын тізбекті полиэфирлер негізіндегі амидтер + имидтер болып табылады. Бұл екі өнім патенттелген өнімдер болып табылады, олар негізінен пигменттерді тұрақтандыру үшін полиэфирлі тірекке сүйенеді. Олардың көміртегі қарасын өңдеу қабілеті әлі де тамаша. Дегенмен, полиэстер төмен температурада кристалданады, сонымен қатар дайын бояуда тұнбаға түседі. Бұл мәселе 24000 тек сияларда қолданыла алатынын білдіреді. Өйткені, ол сия өнеркәсібінде қара көміртекті тарату үшін пайдаланылған кезде өте жақсы түс дамуы мен тұрақтылығын көрсете алады. Кристалдану өнімділігін жақсарту үшін Lubrizol 32500 және BESM® 9245 бірінен соң бірі пайда болды. Алғашқы екі санатпен салыстырғанда, гипертармақталған полимер дисперсенттері сфералық молекулалық құрылымға және жоғары концентрленген пигментті ұқсастық топтарына ие, әдетте түстердің керемет дамуы және тұтқырлықты төмендететін өнімділігі жоғары. Полиуретанды дисперсенттер үйлесімділігі кең ауқымда реттелуі мүмкін, негізінен ұзын мұнайдан қысқа майға дейінгі барлық алкидті шайырларды, барлық қаныққан полиэфирлі шайырларды және гидроксил акрилді шайырларды қамтиды және көміртекті қара түстердің және әртүрлі құрылымдардың органикалық пигменттерінің көпшілігін тұрақтандыруға болады. 6000-15000 молекулалық салмақ арасында әлі де көптеген әртүрлі сорттар болғандықтан, тұтынушылар үйлесімділік пен қосымша мөлшерді тексеруі керек.

Басқарылатын бос радикалды полимерлеу дисперсенттері
1990 жылдан кейін пигменттік дисперсияға нарық сұранысы одан әрі жақсарды және полимер синтезі технологиясында серпілістер болды, сонымен қатар басқарылатын бос радикалды полимерлеу дисперстілерінің соңғы буыны жасалды.

Басқарылатын бос радикалды полимерлеу (CFRP) нақты жобаланған құрылымға ие, оның бір жағында анкерлік тобы бар, ал екінші жағында сольватталған сегменті бар. CFRP кәдімгі полимерлеу сияқты мономерлерді пайдаланады, бірақ мономерлер молекулалық сегменттерде тұрақты орналасатындықтан және молекулалық салмақтың таралуы біркелкі болғандықтан, синтезделген полимер диспергаторының өнімділігі сапалы секіріске ие. Бұл тиімді анкерлік топ дисперсанттың флокуляцияға қарсы қабілетін және пигменттің түсінің дамуын айтарлықтай жақсартады. Дәл сольватталған сегмент дисперсантқа төмен түсті пастаның ұнтақтау тұтқырлығын және жоғары пигментті қосуды береді, ал дисперсант әртүрлі шайырлы негіздік материалдармен кең үйлесімділікке ие.

Қазіргі заманғы жабын дисперсенттерінің дамуы 100 жылдан аз тарихқа ие. Нарықта әртүрлі пигменттер мен жүйелерге арналған дисперстердің көптеген түрлері бар. Дисперсті шикізаттың негізгі көзі бұрынғысынша мұнай-химия шикізаты болып табылады. Дисперсанттардағы жаңартылатын шикізат үлесін ұлғайту өте перспективалы даму бағыты болып табылады. Дисперсанттарды әзірлеу процесінен бастап дисперсенттер тиімдірек бола түсуде. Тұтқырлықты азайту қабілеті немесе түсті дамыту және басқа қабілеттер бір уақытта жақсарып жатыр ма, бұл процесс болашақта жалғасады.

Nanjing Reborn New Materials ұсынадыбояулар мен жабындарға арналған ылғалдандыратын дисперсиялық агент, соның ішінде Disperbyk сәйкес келетін кейбіреулері.