分散劑：

顧名思義就是一種可以將物質(zhì)均勻分散的東西。我想在沒(méi)有物質(zhì)概念的遠(yuǎn)古時(shí)期，我們的祖先會(huì)認(rèn)為一些可以攪拌的機(jī)械工具就是分散劑，因?yàn)樗梢詫⑶逅當(dāng)嚋?、將整體分散；從人類(lèi)學(xué)會(huì)釀造、染色、冶煉，直到中世紀(jì)的煉金術(shù)士時(shí)期，這期間的人們更偏向?qū)⒎稚┊?dāng)做一種使液體看起來(lái)更加均一的物質(zhì)；如今，科學(xué)發(fā)展到有了化學(xué)學(xué)科的今天，出現(xiàn)了相對(duì)規(guī)范的定義：分散劑是指加入到粒度測(cè)量介質(zhì)中能提高顆粒表面與介質(zhì)間親和性，使顆粒在介質(zhì)中達(dá)到易浸潤(rùn)又保持分散狀態(tài)的物質(zhì)；或能產(chǎn)生空間位阻在顆粒表面形成完整覆蓋層從而防止顆粒間團(tuán)聚的物質(zhì)。將來(lái)是否會(huì)出現(xiàn)更加完善的定義，我們期待科研人的努力……

分散劑的分類(lèi)：

分散劑有很多種，初步估算，現(xiàn)存世界上有1000多種具有分散作用。按其結(jié)構(gòu)來(lái)區(qū)分，可分為：陰離子型；陽(yáng)離子型；非離子型；兩性型；電中性型；高分子型（包括高中低分子量）分散劑。常用的分散劑有無(wú)機(jī)分散劑，如六偏磷酸鈉、焦磷酸鈉、金屬皂類(lèi)；有機(jī)小分子分散劑，如各類(lèi)表面活性劑（包括洗滌劑）、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等；高分子分散劑，如聚丙烯酸鈉鹽，聚乙烯醇、聚乙二醇、石蠟等。

分散劑的原理：

分散劑的作用有兩個(gè)：一是加快“團(tuán)粒”解聚速度，縮短分散時(shí)間；二是延緩顆粒再次團(tuán)聚的時(shí)間，保持顆粒長(zhǎng)時(shí)間處于分散狀態(tài)。大部分分散劑都是通過(guò)濕潤(rùn)、研磨與分散、偶聯(lián)和包裹穩(wěn)定的過(guò)程來(lái)達(dá)到分散填料的目的。下面分三部分介紹具體的作用過(guò)程：

A. 分散劑作用于固體粒子分散過(guò)程 

1. 固體粒子的濕潤(rùn)過(guò)程，分散劑吸附于固體顆粒的表面，降低固-液之間的表面張力，使凝聚的固體顆粒表面易于濕潤(rùn)。

2. 粒子團(tuán)的分散或破裂，分散劑通過(guò)作用于粒子團(tuán)上的靜電、范德華力或氫鍵等力的作用，使粒子團(tuán)滲透水產(chǎn)生滲透壓，降低粒子團(tuán)間的粘結(jié)度和破裂所需機(jī)械工，從而逐漸起到分散劑對(duì)粒子團(tuán)的分散作用。

3. 阻止固體微粒的重新聚集，在固體粒子表面形成雙分子層結(jié)構(gòu)，外層分散劑極性端與水有較強(qiáng)親和力，增加了固體粒子被水濕潤(rùn)的程度，固體顆粒之間因靜電斥力而遠(yuǎn)離。

B. 表面活性劑在水介質(zhì)的分散穩(wěn)定作用

1. 對(duì)非極性固體粒子的分散作用，表面活性劑加入懸浮體后，由于表面活性劑可以降低水的表面張力，而且表面活性劑的疏水鍵可以通過(guò)范德華力吸附于非極性固體顆粒表面，親水基伸入水中提高其表面的親水性。使非極性固體粒子的濕潤(rùn)性得到改善

2. 對(duì)帶電質(zhì)點(diǎn)的分散穩(wěn)定作用：離子型表面活性劑質(zhì)點(diǎn)表面帶有同種電荷，當(dāng)離子型表面活性劑所帶電荷與質(zhì)點(diǎn)表面相同時(shí)，由于靜電斥力而使離子型表面活性劑不易被吸附于帶電的質(zhì)點(diǎn)表面，但若離子型表面活性劑與質(zhì)點(diǎn)間的范德華力較強(qiáng)，能克服靜電斥力時(shí)離子型表面活性劑可通過(guò)特性吸附而吸附于質(zhì)點(diǎn)表面，此時(shí)會(huì)使質(zhì)點(diǎn)表面的zeta電勢(shì)的絕對(duì)值升高，使帶點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)在水中更穩(wěn)定。

離子型表面活性劑與質(zhì)點(diǎn)表面帶有相反電荷，若使用的離子型表面活性劑與質(zhì)點(diǎn)間所帶電荷相反，在表面活性劑濃度較低時(shí)，質(zhì)點(diǎn)表面電荷會(huì)被中和，使靜電斥力消除，可能發(fā)生絮凝；但表面活性劑濃度較高時(shí)，在生成了電性中和的粒子上再吸附了第二層表面活性劑離子后，固體顆粒又重新帶有電荷，由于靜電的斥力又使固體微粒重新被分散。

C. 表面活性劑在有機(jī)介質(zhì)中的分散穩(wěn)定作用

質(zhì)點(diǎn)在有機(jī)介質(zhì)中的分散主要是靠空間位阻產(chǎn)生熵斥力來(lái)實(shí)現(xiàn)的。對(duì)于非極性的質(zhì)點(diǎn)，以克服質(zhì)點(diǎn)間的范德華力而穩(wěn)定分散于有機(jī)介質(zhì)中。對(duì)于有機(jī)顏料的表面處理可以通過(guò)以下幾種方式實(shí)現(xiàn)

1. 使用有機(jī)胺類(lèi)對(duì)有機(jī)顏料進(jìn)行表面處理

2. 使用顏料衍生物對(duì)有機(jī)顏料進(jìn)行表面處理。

分散劑的應(yīng)用實(shí)例：

理論介紹了這么多，分散劑聚少離多的世界看似離我們很遙遠(yuǎn)，其實(shí)無(wú)論是與我們息息相關(guān)的日常生活，還是材料人奮發(fā)圖強(qiáng)的科研事業(yè)都充斥著各類(lèi)分散劑的身影！

日常生活中遇到的衣物、碗筷洗滌，所用的洗滌劑就是一種典型的分散劑。洗滌劑通過(guò)剝離、包覆污漬，使它們分散在水中，從而完成洗滌的目的。

科研工作中，從反應(yīng)前加入分散劑使反應(yīng)物均勻分散后通過(guò)相關(guān)化學(xué)反應(yīng)生成均一形貌的產(chǎn)物，到反應(yīng)后加入分散劑通過(guò)相關(guān)分離手段提取生成產(chǎn)物，再到后續(xù)功能測(cè)試中加入分散劑使產(chǎn)物性能更加穩(wěn)定，都離不開(kāi)分散劑的幫助。

如，制作納米銀立方體：在乙二醇溶液中，通過(guò)加入醋酸銀、PVP、溴化鈉、硫化鈉等物質(zhì)，氧化還原反應(yīng)生產(chǎn)立方體納米銀顆粒，在此過(guò)程中充當(dāng)包覆劑及分散劑的有PVP、溴離子和硫離子?？梢?jiàn)在納米材料的制作過(guò)程中，分散劑會(huì)經(jīng)常參與中間反應(yīng)[1]。

制作鈀納米立方體：將氯亞鈀酸鉀、抗壞血酸、CTAB進(jìn)行加熱攪拌反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程中CTAB對(duì)鈀源的分散作用，使得抗壞血酸更加容易還原鈀離子，并最終引導(dǎo)鈀晶體定向生長(zhǎng)成具有固定形貌且單分散的納米立方體[2]。

導(dǎo)電油墨的形成：將納米銅粉、一縮二乙二醇、乙二醇乙醚以一定比例混合后，放入球磨機(jī)中球磨均勻，其中一縮二乙二醇、乙二醇乙醚既充當(dāng)溶劑也充當(dāng)分散劑。如此便可形成分散均勻的導(dǎo)電油墨，再通過(guò)絲網(wǎng)印刷，還原氣氛燒結(jié)即可得到性能優(yōu)良的導(dǎo)電回路[3]。

電池負(fù)極的形成：將磷酸錳鋰、乙炔黑、PVDF以75:15:10的質(zhì)量比進(jìn)行混合研磨，在此過(guò)程中PVDF充當(dāng)溶劑及分散劑的作用。將分散良好后的電極材料均勻涂覆到鋁箔上即可形成電池的負(fù)極進(jìn)行性能測(cè)試[4]。

材料的世界豐富多彩，其中有分散劑的世界，聚少離多！

參考文獻(xiàn)：

[1] Ruditskiy A, Xia Y. Toward the Synthesis of 10-nm Ag Nanocubes with Sharp Corners and Edges: The Roles of Heterogeneous Nucleation and Surface Capping.[J]. Journal of the American Chemical Society, 2016.

[2] Phan D T, Chung G S. Effects of Pd nanocube size of Pd nanocube-graphene hybrid on hydrogen sensing properties[J]. Sensors & Actuators B Chemical, 2014, 204:437-444.

[3] Zhang Y, Zhu P, Li G, et al. Facile preparation of monodisperse, impurity-free, and antioxidation copper nanoparticles on a large scale for application in conductive ink.[J]. Acs Applied Materials & Interfaces, 2014, 6(1):560-567.