在現代紡織印染工業中，液體分散染料以低粉塵污染、使用便捷、上染率和固色率高等顯著優勢得到廣泛應用。然而，由于分散染料是一類分子比較小、結構上不帶水溶性基團的染料，要確保納米級的疏水性染料顆粒在液態介質中長期穩定、均勻地分散，并能經受住高溫高壓染色工藝的嚴峻考驗，就必須依賴于分散劑這一關鍵組分。本文將系統剖析液體分散染料中常用分散劑的作用機理、核心類別、選型評估與發展趨勢，以期為行業技術創新與應用實踐提供清晰的脈絡。

分散劑在液體分散染料中的作用

分散劑本質上是一種表面活性劑，雖然其在分散染料中的含量僅占10%～25%，卻能通過克服染料顆粒因范德華力（分子間的吸引力）而產生的自發團聚傾向，實現并維持體系的動力學穩定。通常，分散劑主要依靠兩種物理機制發揮穩定作用：

（來源：斐戈優學）

1、靜電斥力穩定：

部分分散劑（如陰離子型）在水中電離形成帶電離子，當帶電離子吸附在染料顆粒表面時會在顆粒表面形成雙電層結構，此時會使顆粒間產生靜電排斥力，阻止顆粒相互靠近和聚集。這種機制在低電解質濃度的水溶液中效果顯著。

2、空間位阻穩定： 非離子或高分子分散劑可通過其親油鏈段牢固“錨固”在染料顆粒表面，親水鏈段則充分伸展入水相，形成一層厚厚的吸附層。當兩個顆粒靠近時，吸附層相互干擾產生空間阻礙，可以有效阻止顆粒接觸。

不過，分散劑要在分散染料墨水中穩定發揮作用，除了需具備高效的分散能力外，通常還有如下要求：

（1）耐溫性與耐鹽性：在130-135℃的高溫或高鹽環境下保持穩定，不解吸、不分解、不失效，防止染料在染液中二次聚集形成色點。

（2）優良的相容性與低影響性： 與不同結構的染料分子（蒽醌系、偶氮系等）有良好親和力，且與配方中的其他助劑（如勻染劑、pH調節劑、增溶劑）和諧共存，其自身應對染料的色光、色強度、各項牢度（水洗、摩擦、升華）無負面影響。

（3）低泡性與低黏度：墨水體系加入分散劑后產生的泡沫不應過多，避免影響墨水的流動性和噴射性能。同時，分散劑本身應具有較低的黏度，不會顯著增加墨水的整體黏度，確保墨水能順暢通過噴頭。

（3）磨效：為避免堵塞噴頭以及滿足噴墨打印對墨滴大小和均勻性的要求，分散染料顆粒一般需要研磨至亞微米級，然而在研磨時墨水顆粒過小易導致二次團聚，分散劑在此時需幫助維持顆粒的細度和均勻性，提升染料研磨質量和研磨效率。

（5）綠色環保與安全： 符合全球日益嚴格的環保法規，趨向于無烷基酚聚氧乙烯醚（APEO）、低甲醛、低揮發性有機物（VOC）及可生物降解。

液體分散染料常用分散劑類型及特點

明確了分散劑的機理作用以及性能要求后，面對市面上琳瑯滿目的分散劑類型，又該如何選擇與復配呢？以下根據化學結構分類，介紹液體分散染料所用不同分散劑的特點：

1、 陰離子型分散劑：

陰離子型分散劑是目前市場主流采用的分散劑，主要是通過使顆粒利用靜電斥力來達到分散目的。目前分散染料中常用的陰離子型分散劑是一類分子中帶有磺酸基的表面活性劑，包括萘磺酸鹽甲醛縮合物和木質素磺酸鹽兩類。

（1）萘磺酸鹽甲醛縮合物

萘磺酸鹽甲醛縮合物作為分散劑的共同特點是潤濕性、分散性強、分散持久性好，泡沫少，價格低廉。通常，其分散性能與其聚合度（及萘核數）和磺酸位置有關。聚合度越高，分散性能越好，具有5個以上萘核數（相對分子質量1000以上）才有一定分散效果。目前，這類分散性以分散劑NNO（亞甲基雙萘磺酸鈉）、分散劑MF（亞甲基雙甲基萘磺酸鈉）和分散劑CNF（α-芐甲基萘磺酸甲醛縮合物）等為代表，其中相對而言，分散劑MF、分散劑CNF能夠帶來更優異的分散研磨效果以及更好的耐高溫性，更適用于液體分散染料的制備。不過總體而言，萘磺酸鹽甲醛縮合物的懸浮性、熱穩定性欠佳，在貯存中受潮時，分散性能也會降低，且縮合過程中可能殘留甲醛，存在環保性受限的缺點。

萘磺酸鹽甲醛縮合物分子結構式（來源：參考文獻1）

（2）木質素磺酸鹽類分散劑

木質素來源廣泛，價格低廉且含有羥基、甲氧基和醚鍵等多種官能團，能夠發生氧化、羥甲基化、脫甲基化、酚化、磺化、親核取代、縮聚和接枝共聚等一系列的反應，而木質素磺酸鹽類分散劑就是為木質素的磺化物（如木質素磺酸鈉、木質素磺酸鈣和木質素磺酸銨等）。由于這類分散劑的相對分子質量較萘磺酸鹽甲醛縮合物更大，不僅可提供靜電斥力，而且能提供一定的空間位阻作用，從而提供良好的分散性和懸浮能力。

通常來說，木質素磺酸鹽類分散劑的分散性與其磺化度有關，磺化度低，分散劑分散好；磺化度高，則分散劑熱穩定性好，因此可根據染料的應用工況選擇合適的木質素磺酸鹽類分散劑，或先把低磺化度的木質素磺酸鹽加入到分散原染料中進行研磨后，再加入高磺化度的木質素磺酸鹽類分散劑，得到具有較好分散性和熱穩定性的產品。不過，其不足之處在于它在降低表面張力、潤濕性和滲透力方面較差，分散持久性較差，而且常帶有顏色，因此可采用萘系磺酸鹽類分散劑與木質素類分散劑復配的方式或利用木質素豐富的基團進行表面改性，來提升其使用性能。

木質素磺酸鹽結構片段（來源：參考文獻1）

需要注意的是，陰離子型表面活性劑雖是目前常規液體分散染料中普遍使用的分散劑。但由于其主要分散作用主要還是依賴靜電斥力，分散能力相對較弱，因此在往往需要較大的添加量才能達到優異的分散效果，而這將最終導致下游印染廢水COD值過高，給其處理造成困難。

2、非離子型分散劑

目前，常用的非離子型分散劑有烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸多元醇酯聚氧乙烯醚等。這類分散劑不含有可電離基團，在水或其他溶劑中不解離，主要通過分子中親水-親油兩親結構的空間位阻效應，以及其對疏水分散染料顆粒在水中的潤濕，降低染料粒子和水之間的界面張力，實現固體顆粒在液相中的均勻分散和穩定。同時由于常以中性分子狀態或膠束狀態存在于體系之中，非離子型分散劑在酸性堿性和各種鹽類介質中均比較穩定，可以和其他離子型或非離子型分散劑復配使用，不會發生沉淀現象，對硬水不敏感，對水溫適應性、耐氣候性、熱穩定性和貯運安全方面都都較好。

通常，非離子型分散劑親疏水基團的鏈段長度會影響其自身的親水親油性以及分散劑與染料顆粒的結合狀況，從而影響分散體系的穩定性。其疏水的碳鏈烷基越長，分散劑在水中的疏水力以及分散劑分子間的疏水基作用力越強，分散劑在染料顆粒與水界面的吸附作用越強，有利于所制液體染料的穩定。而親水的聚氧乙烯鏈越長，吸附于分散染料粒子表面的非離子分散劑吸附層的空間位阻越大，因此其分散穩定作用也越強，但過高的EO數（環氧乙烷）會使分散劑親水性太強，降低分散劑在染料粒子表面的吸附，從而影響非離子分散劑對分散染料的穩定作用。

非離子型分散劑雖能夠提供優異的分散穩定性，但其缺乏像陰離子分散劑那樣的強靜電斥力，因此在染料初始研磨和分散階段，難以迅速克服顆粒間的范德華力，達到理想的超細分散效果，同時其疏水錨固段對疏水性極強的染料顆粒吸附強度有時不足，在高溫或高剪切力下容易解吸，導致分散體系在嚴苛條件下穩定性下降。因此非離子型分散劑一般不單獨作為主分散劑，而是通過與離子型分散劑進行復配使用。

3、超分散劑

常見的超分散劑有聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸酯、苯乙烯－馬來酸酐共聚物等，與非離子型分散劑一樣，這些超分散劑主要也是通過空間位阻實現體系的分散，不同的是，超分散劑的相對分子質量更大，一般為1000～10000，且其用錨固基團（，如-NR²、-NR³⁺、-COOH、-COO-、-SO³H、-SO^3-、-PO2- 4、多元胺、多元醇及聚醚等）代替非離子型分散劑上的親水基團，以單點或多點錨固的方式吸附在染料顆粒表面，不容易解吸，同時用鏈長可調聚合物溶劑化鏈（如聚酯、聚醚、聚烯烴以及聚丙烯酸酯等）代替表面活性劑上的親油基團，能有效地起到空間穩定作用。

超分散劑的可設計性和選擇性較強，需要針對具體的染料顆粒進行分子結構的設計。而設計和選用時主要考慮以下因素：

（1）錨固基團的選擇：

超分散劑與染料顆粒表面產生強力、不可逆吸附的關鍵在于錨固基團的選擇，而這需要考慮顏料粒子的表面性質。

·針對極性表面：可選擇含 羧酸(-COOH)、磺酸(-SO?H)、磷酸、多元胺等基團的錨固段，可通過離子鍵、氫鍵或偶極-偶極作用吸附；

·針對非極性/低極性表面：需選用含多點錨固官能團的超分散劑 ，以增強總的吸附牢度。

此外，一般錨固基團是氨基的超分散劑對酸性顏料效果比較有效，錨固基團是酸基的對堿性顏料效果比較有效。

不同的錨固作用（來源：深竹化工）

（2）溶劑化鏈的選擇：

聚合物溶劑化鏈負責提供空間位阻，其選擇必須與分散介質（水或有機溶劑）高度相容，才能在介質中取得足夠伸展的構象，否則溶劑化鏈是卷曲的，吸附層薄，空間位阻效應差。例如，在水性體系中常常選用含有聚醚（如PEO）、聚丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮 等親水鏈段的超分散劑，而非極性溶劑則適用于選用含有聚烯烴等非極性鏈段的超分散劑。此外需要注意的是，溶劑化鏈越長、密度越高，形成的空間位阻層越厚，穩定性越好，但可能影響流動性。

（3）分子量和分子結構

超分散劑分子量的選擇需平衡吸附力與位阻。分子量過低則錨固不強；過高則可能導致分子鏈纏繞，影響分散效率。而結構的設計上，目前主要有嵌段共聚物和梳狀共聚物兩種

·嵌段共聚物：由兩種或兩種以上不同化學結構的聚合物鏈段頭尾連接形成，以“尾形吸附”或“錨定吸附”的方式錨固在顆粒表面，由于易于通過設計特定的錨定基團和溶劑化鏈段，其在專色體系中表現突出，典型結構為線性A-B型（溶劑化段-錨固段）或A-B-A型（溶劑化段-錨固段-溶劑化段）；

·梳狀共聚物：以一條主鏈為核心，主鏈上連接著多條支鏈（側鏈），形成類似梳子的規整結構，以“尾形吸附”或“環形吸附”吸附在顆粒表面，由于支鏈數量多能提供更強的空間位阻效應，適用于對分散穩定性要求極高的體系。

左圖為梳狀的接枝共聚物，右圖為AB嵌段共聚物（來源：贏創工業）

小結

分散劑的正確應用是確保體系在儲存、研磨及高溫高壓染色過程中長期穩定的關鍵。在具體應用上，應基于染料特性、介質環境、工藝條件及最終性能要求進行選擇，傳統的陰離子型分散劑（如MF、CNF及木質素磺酸鹽） 憑借快速解團與降黏的能力與成本優勢成為主流，但其分散能力有限。非離子型分散劑雖能提供優異的位阻穩定性與介質相容性，但其初始分散力與錨固強度不足，通常作為復配的關鍵組分以提升綜合性能。而超分散劑則通過量身定制分子結構，能夠確保長期穩化，代表了技術發展的方向。

參考文獻：

1、農化專利與創新.《懸浮劑中的表面活性劑簡介》；

2、錢春霞,何權輝,趙朋,等.液體分散染料的制備及分散劑的選擇[J].染料與染色.

3、瑞素士化學.《超分散劑在顏料分散中的應用》

粉體圈Corange整理