Page 209 - 《精细化工》2021年第3期

第 3 期 徐 琴，等: 超分散剂对紫色中性墨水颜料分散影响及应用 ·629·

当粒径减小后，颜料的比表面积增大，表面能增高， 与颜料紫 23 的作用机制见图 7。从图 6 可以看出，
颜料粒子在范德华力的作用下自发聚集的倾向增 高分子分散剂 6076 在接触颜料紫 23 后谱图发生改
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大，当分散与聚集达到平衡时，增加研磨时间，粒 变，在波数为 2872 cm 处谱图的峰型改变，此处
径将几乎不再变化。所以，紫色色浆最佳研磨时间 为 C—H 的伸缩振动峰，说明在两者发生吸附后
为 2.5 h。 C—H 的振动增强，并变成一个单峰 [23] 。根据颜料
紫 23 的分子结构，C—H 键在结构两边的苯环中大
量出现，所以分散剂作用于分子结构两边，而分散
剂中的疏水基团即稠环芳烃中也有大量的 C—H
键，此时两个苯环结构相互靠近，形成 π-π 堆积作
用，引起 C—H 键的红外吸收变化，如图 7 所示。
因此，高分子分散剂 6076 吸附于颜料紫 23 上的吸
附推动力应归结于分散剂的疏水基团稠环芳烃通
过 π-π 堆积作用于颜料紫 23 上。

图 4 研磨时间对色浆粒径的影响
Fig. 4 Influence of grinding time on the particle size of
color paste

2.3 色浆 TEM 表征
为了能直观看到分散效果，将未添加分散剂的
色浆与分散剂添加量 15%时的色浆进行 TEM 表征，
结果如图 5 所示。

图 6 颜料紫 23、6070、色浆的红外光谱图
Fig. 6 FTIR spectra of pigment violet 23, dispersant 6070
and color paste

A—未添加分散剂的样品 a 在水中分散状态；B—添加分散剂后
的样品 b 在水中分散状态

图 5 色浆分散状态微观图
Fig. 5 Micrographs of the dispersion state of color paste

从图 5 可以看出，未添加分散剂的色浆颜料颗 图 7 分散剂 6076 与颜料紫 23 的作用机制
Fig. 7 Mechanism of action between dispersant 6076 and
粒聚集严重，基本没有分散，是因为颜料粒子在水
pigment violet 23
中没有自分散性，在水性介质中会以聚集体的形式
团聚在一起；而添加 15%分散剂的色浆分散性较 2.5 紫色中性墨水性能测试
好。然而颜料粒子即使被分散在分散介质中，也不 2.5.1 紫色中性墨水流变性能
会全部以最小粒径存在，体系中也会同时存在附聚 流变性是中性墨水最主要的性能之一 [24-27] ，触
体和聚集体。 变值是表征墨水流变性能的参数之一 [28] 。墨水属
2.4 色浆的 FTIR 表征 于非牛顿型流体，具有剪切变稀的特性，随着剪切
从以上结果可以得出，分散剂 6076 作用于颜 力的增大，墨水的黏度不断减小，而当剪切力撤去
料紫 23 是非常有效的。红外光谱的应用为了研究 时，墨水的黏度能迅速恢复到初始状态，国家标
分散剂 6076 与颜料紫 23 之间的相互作用机制。通 准要求中性墨水的触变值≥2 [29] ，自制紫色中性墨
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过红外光谱分析，来证明高分子分散剂 6076 在颜 水的流变图如图 8 所示。以剪切力为 4 s 时对应
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料紫 23 上的吸附，结果如图 6 所示；分散剂 6076 的墨水黏度与 40 s 时对应的墨水黏度的比值来表