分散剂

分散剂是指能抑制油泥、漆膜和淤渣等物质的沉积，并能使这些沉积物以胶体状态悬浮于油中的化学品，它与清净剂的最大不同之处是它不含金属，故又称无灰分散剂。分散剂的发展与汽车工业的发展是分不开的。20世纪40～50年代，国外汽车增多，城市交通堵塞，汽车经常低速运行和停停开开，曲轴箱油的温度较低，使生成的水汽排不出去，冷凝下来与淤渣等物生成乳化油泥，这种油泥严重影响曲轴箱油的正常使用。对这种油泥，以前使用的硫代膦酸盐、磺酸盐、酚盐等金属清净剂几乎没有效果。因此急需开发对这种油泥有效的新添加剂。1955年美国杜邦公司研制出一类新型的聚合物添加剂，由于它不含金属，燃烧后无灰，因此被称为无灰分散剂。这种无灰分散剂使低温油泥得到一定程度的改善，但不理想。直到60年代出现了非聚合型的丁二酰亚胺分散剂才满意解决了低温油泥问题。

分散剂的主要功能是分散和增溶作用，其效果比清净剂好，它与清净剂复合使用有增效作用，既可提高润滑油质量，又可降低油品中添加剂的加入量。分散剂主要用于内燃机油和工艺油中，其类型有聚合型和非聚合型两大类，聚合型的有甲基丙烯酸酯的含极性化合物和乙烯-丙烯聚合物与极性单体的共聚体，但目前这类已归入粘度指数改进剂; 非聚合型的有聚异丁烯丁二酰亚胺、聚异丁烯丁二酸酯、无灰膦酸酯和苄胺等几种，以聚异丁烯丁二酰亚胺用得最多和最重要。
本信息由ChemicalBook的晓楠编辑整理。 分散剂一般分为无机分散剂和有机分散剂两大类。常用的无机分散剂有硅酸盐类(例如水玻璃)和碱金属磷酸盐类(例如三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和焦磷酸钠等)。有机分散剂包括三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶、脂肪酸聚乙二醇酯和聚醚，以及有机硅酮和硅油等。在选矿工艺中，分散剂是与捕收剂、起泡剂或者选择性絮凝剂相匹配使用的一类调整剂。通过分散剂使捕收剂或絮凝剂更好地与不同矿物相互作用，达到分选的目的。一般用来分散矿泥，使欲选矿物与脉石有效地分离。例如在精选高岭土时，为了剔除石英和铁、钛等一类染色的杂质矿物，加入分散剂六偏磷酸钠等，可使高岭土呈高度悬浮的稳定状态，然后添加选择性絮凝剂，使其中的一种矿物(高岭土或杂质矿)形成絮团沉降，另一种依然充分分散，从而实现分选、并提高高岭土精矿的品位和自然白度。在硫化矿浮选工艺中，采用适量的水玻璃等作分散剂，分散脉石细泥，使硫化矿与药剂更好地作用，从矿浆中浮出，提高精矿的品位。分散剂的用量要适度。分散剂过量会造成欲选矿物的损失，或者不起分散作用，而起抑制作用等。分散剂除用于选矿工业外，在轻工、食品、化工等行业中也有广泛的用途。

图1为无机分散剂与有机分散剂的优缺点。 分散剂能提高和改善药剂分散性能的助剂。在多种农药剂型加工中，或由于原药本身的粘性，或由于粉粒的絮结性，或由于油水两相的界面张力太大，使原药难以分散从而不能加工成为分散良好的稳定制剂。除了加工机械的性能外，良好的分散助剂往往起决定作用，例如胶体硫加工时所用的纸浆废液(木质素磺酸盐的高浓度水溶液)。
分散剂有两种作用机制：
①液态非水溶性农药原药由于表面张力过大而难以分散，如油类、极性很弱的有机溶剂类，在水中形成油/水界面，界面张力很大，因此油/水分为两层。在强烈的机械搅拌下虽然能把油分散成油珠，但停止搅拌后，在界面张力作用下又迅速分层。硫磺在114℃熔融后成为液态，由于同样原因，也不能与水相混。但是如果在油/水体系中加入一种表面活性物质，用机械力量把油分散，此时在油珠表面上立即形成表面活性物质的单分子层，把油珠包围起来使油珠之间不能凝并，因而生成的油珠得以稳定地分散在水相中。
②固体粉粒与水介质之间也存在水/固界面张力，同时固体粉粒表面吸附的空气膜也妨碍与水亲和，而有利于粉粒絮结。表面活性物质同样能驱除粉粒表面的空气膜，并降低水/固界面张力，因此使粉粒容易分散。 分散剂一般分为无机分散剂和有机分散剂两大类。常用的无机分散剂有硅酸盐类(例如水玻璃)和碱金属磷酸盐类(例如三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和焦磷酸钠等)。有机分散剂包括三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶、脂肪酸聚乙二醇酯和聚醚，以及有机硅酮和硅油等。 在染色过程中采用染料分散剂，可防止醋酸纤维素用的分散染料在染色时析出沉淀。还可用作瓮染料染色纤维素纤维时的匀染剂。也用于聚酯纤维的染色。
在农药方面常用作水剂及颗粒剂的分散剂。水剂所用的分散剂可为烷基萘磺酸盐、烷基苯磺酸盐、环氧乙烷烷基苯基醚;粒剂所用分散剂可为烷基苯磺酸盐、聚碳酸酯、二辛基磺基水杨酸盐等。
在食品方面为使果汁不发生凝聚和沉淀，为使色素和其他添加剂在食物中分散更均匀，也采用分散剂，如聚乙二醇、微晶纤维素及聚山梨酸酯等。
涂料、油墨工业中所用的水系分散剂，如聚丙烯酸盐、马来酸钠与烯烃共聚物、聚环氧乙烷基或芳基醚等以及非水系分散剂，如山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚环氧乙烷烷基胺、烷基二胺等。
除上述外，在化妆品、土木建筑和环境保护等领域中，分散剂也有重要用途。近年来，利用高分子化合物作为内燃机和润滑油中生成的泥浆的分散剂，以及用作煤炭-重油混合燃料的分散剂均受到重视。
有些分散剂也用作天然橡胶和合成橡胶胶乳的分散剂。例如分散剂Darvon NO.1(由烷基萘磺酸钠生成)、分散剂Dispersiol LR(由二磺酸钠制成)、分散剂Tamol 731 (一种羧基化高分子电解质钠盐)等。 将颜料很好地分散到连结料中是印刷油墨制造技术的重要环节。这里包括要将颜料均匀地分布在油墨中，并且粉碎成细小的颗粒。颜料分散的好坏与颜料自身、连结料所用的树脂和油或溶剂三者的性质及其相互间的作用有关。
颜料分散是相当复杂的。一般认为有润湿、粉碎、稳定三个相关过程。润湿是指用树脂或添加剂取代颜料表面上的吸附物如空气、水等，即固/气界面转变为固/液界面的过程;粉碎是指用机械力把凝聚的二次团粒分散成接近一次粒子的细小粒子，构成悬浮分散体;稳定是指形成的悬浮分散体在无外力作用下，仍能处于分散悬浮状态。要获得良好的油墨分散体系，除树脂、颜料、溶剂的相互配合外，往往还需使用润湿分散剂才能达到预期的目的。采用了合适的润湿分散剂的油墨，墨性稳定且印刷适性好。
润湿剂、分散剂一般为表面活性剂。润湿剂主要是降低物质的表面张力，其相对分子质量较小。分散剂吸附在颜料的表面上产生电荷斥力或空间位阻，防止颜料产生聚集絮凝，使分散体系处于稳定状态。目前也有相当一部分具有活性基的高分子化合物作为润湿分散剂使用。润湿剂和分散剂的作用有时很难区分，有的助剂兼备润湿和分散的功能。
1. 溶剂型油墨使用的润湿分散剂：卵磷脂是这类添加剂的代表品种，作为油性润湿分散剂用在油墨之中。吸附在无机颜料的表面上有润湿和分散的效果，使颜料形成絮凝结构，因此具有防浮色、防沉淀、防流挂的作用。添加必须准确，多加、少加都会影响油墨的性能。由于卵磷脂中含有磷脂质，容易和连结料中游离酸反应，能够降低墨膜性能。使用不当还会降低墨膜的光泽。
2. 水基型油墨使用的润湿分散剂：阴离子型的润湿剂有二烷基(辛基、己基、丁基)磺基琥珀酸盐、烷基萘磺酸钠、蓖麻油硫酸化物、十二烷基磺酸钠、硫酸月桂脂、油酸丁基酯硫酸化物等。阳离子型的润湿剂有烷基吡啶盐氯化物。非离子系的有烷基苯酚聚乙烯醚、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯乙二醇烷基酯、聚氧乙烯乙二醇烷芳基醚、乙炔乙二醇等。 用于造纸、涂料等工业中各种颜填料的分散，也可应用于混合颜料等