受控自由基分散剂简介

榴连

90年代中初期，由卡内基.梅隆大学的王锦山及其导师首先发现ATRP（原子转移自由基聚合）。这个方法是采用金属类催化剂（一般为过渡金属化合物，如CuCl,CuBr等）和多胺化合物为配体催化单体进行可控自由基聚合。其专利及文献到目前已经数不胜数。用这种方法合成成本低、合成也方便。只是金属盐的后处理很麻烦。所以以研究的人很多，目前真正能产业化应用的却几乎没有；90年代中晚期，由澳大利亚的Rizardo首先发明了RAFT（可逆加成断裂链转移可控自由基聚合）技术，这种技术采用含琉基的物质做为Initiator。琉基物质含-C=S-，可能会有气味残留；而且这一类化合物的稳定性通常不高，在光照或加热的情况下易于分解，应用性也是个问题。目前许多公司都在研究这类方法进行受控自由基型分散剂、流平剂或消泡剂的研究。BYK-2010、BYK-2009就可能采用的是这种技术。
另外一种受控自由基（CFRP）合成的方法是TEMPO。它是SFRP（稳定自由基聚合）的一种，但却单独列出来了。这种方法研究的人相对少许多，它对公司或研究机构的有机合成能力要求极高。这种方法采用含-O-N-R（R’）基团的化合物的作为整理剂，合成路线大致如下（以R代表整理剂）：
A+R=A-R
A-R+A=A-A-R7
A-A-R+A=A-A-A-R
……
得到A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-R
此时加入B：
A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-R+B=A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-B-R
A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-B-R+B=A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-B-B-R
……
最后得到：A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-B-B-B-B-B-B-R
TEMPO的最大优势是产品能在一个反应釜里完成，不需要分段进行。只要控制添加的先后顺序、A的量、B的量及R的量及反应的时间和温度、压力等，就可很精确地控制分子结构、分子量大小、分子量分布、两嵌段的比例等等。这里的关键在于整理剂NOR。
这种合成技术的优势可以举个例子来说明：传统的聚氨酯型分散剂分子量一般在5000 ~10000g/mol，Mw/Mn＞3；传统的聚丙烯酸酯分散剂分子量一般在5000~25000g/mol，Mw/Mn（分子量分布）＞4~5；而采用NOR技术制得的分散剂分子量在10000~15000，Mw/Mn＜1.4，有时甚至能达到1.15。
再打个比方：传统的高分子分散剂A-B-A-A-A-A-A-B-B-A-A-A……是无规聚合，锚定基团无规地分布在分散剂的分子链上。应用于颜料分散时，可能仅有少量或部份的锚定基团与颜料亲和，这种结合力可能就不会很强，而颜料与分散剂的结合是动态过程，必然会存在“掉链”的现象。当采用A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-B-B-B-B-B-B结构的分散剂时，几乎所有的锚定基团都可以和颜料亲和，亲和力一下子就强了很多倍，即使是动态过程，也是很牢固的。并且因为锚定基团集中，几乎对所有颜料都有吸附。所以它对于碳黑、钛白、透明氧化铁、酞菁蓝、DPP、偶氮类颜料，都有很好的分散效果。

刘宝玉

学习了！楼主你的东西。我对PP和尼龙树脂感兴趣！你代理的超分散剂是哪一家的？想试一下。

zhang710911

楼主分析的很专业，让我对这方面知识理解更深了一个层次。谢谢楼主