Page 204 - 《精细化工》2022年第2期

·408· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

51.13%。主要原因是 WPU 分散剂分子链段上含有
多个能与染料吸附的位点，吸附力强，而传统分散
剂与染料仅有单一的吸附位点，吸附力弱 [17] ，随着
离心转速增大，强大的离心力使得与染料吸附力弱
的分散剂发生分离，染料颗粒发生沉降，离心稳定
性下降，而常规羧酸型与磺酸型聚氨酯分散剂结构
与染料之间结合力不强，所以整体离心稳定性较差。
实际工厂应用中很少会出现 1000 r/min 以上的使用
条件，所以制备的液体靛蓝基本满足实际需要。
2.7 液体靛蓝的储存稳定性
液体染料在储存过程中分散剂用于保持染料分
散状态的稳定，阻止染料颗粒的凝聚 [18] 。对液体染
料来说，在日常使用过程中，储存稳定性是一个重
要指标，将聚氨酯分散剂与传统分散剂制备的液体
靛蓝室温放置 7 d 后对其进行粒径测试，目测液体
靛蓝的沉淀状态，以此来判断其储存稳定性，结果见
表 5。

表 5 液体靛蓝常温储存稳定性
Table 5 Storage stability of liquid indigo at room temperature
粒径变化
分散剂类型 粒径/nm 沉淀状态
率/%
30% WPU2 298.3 2.3 沉淀较硬，搅拌不可溶解
40% WPU2 326.1 13.5 沉淀较硬，搅拌不可溶解
60% WPU2 292.2 5.4 沉淀稀软，搅拌即可溶解
80% WPU2 351.2 30.1 沉淀稀软，搅拌即可溶解
100% WPU2 338.9 16.0 沉淀稀软，搅拌即可溶解
30% MF 560.4 105.0 沉淀稀软，搅拌即可溶解
30%木质素 85A 538.1 96.5 沉淀稀软，搅拌即可溶解
30% LS5104 383.5 18.9 沉淀稀软，搅拌即可溶解
30% HR-6325 393.3 2.6 沉淀稀软，搅拌即可溶解

从表 5 可以看出，放置 7 d 后，不同分散剂制
备的液体靛蓝粒径都有所增加，分散剂为 60%
WPU2 时制得液体靛蓝的粒径变化在 20 nm 以内（表
4、表 5）。主要原因为在重力势能、引力势能作用
下，根据位能理论 [10] ，颗粒间位能存在一个能垒，

颗粒间位能小于此位垒时，在布朗运动和热运动碰
a—WPU2 制备液体靛蓝离心稳定性；b—不同分散剂类型制备液
体靛蓝离心稳定性；c—1000 r/min 液体靛蓝离心稳定性；d— 撞作用下，部分的染料颗粒发生聚集沉聚，使粒径
3000 r/min 液体靛蓝离心稳定性 增大。传统分散剂与染料之间单一吸附，分散剂与
图 5 液体靛蓝的离心稳定性 染料结合力不强，容易从染料颗粒表面分离，引起
Fig. 5 Centrifugal stability of liquid indigo
染料颗粒间相互吸附而重新聚集，并且小分子的分
由于 WPU 分散剂用量为染料质量的 30%、40% 散剂链段较短，不能产生足够的空间位阻 [19] 。高分
时，因为分散剂用量不足，部分研磨后的染料小颗 子结构分散剂具有较强的锚固基团，与染料之间的
粒未能与分散剂发生吸附，染料颗粒之间的吸引力 相互作用力强，减少了解吸；而且分散剂结构中较
使其发生相遇团聚，离心稳定性较差。3000 r/min 长的溶剂化链缠绕在染料颗粒表面，使染料颗粒带
时传统分散剂制备的液体靛蓝离心稳定性都<50%， 有一定的空间位阻，具有更好的稳定性 [20] ，常规水性
含有 60% WPU2 分散剂的液体靛蓝离心稳定性为 聚氨酯分散剂则因为与染料结合牢度不高或相对分