什么是触变剂?

2025/11/19 9:30:54 作者:钟毓

触变剂是一种具有特殊流变学性能的添加剂,能够在材料受力时降低黏度,使材料流动性增强,便于施工或加工;而在静止状态下又能恢复原有黏度,防止材料流动或分层。这种"受力变稀、静止变稠"的可逆特性称为触变性(Thixotropy),它由德国化学家弗罗因德利希(H.M.F. Freundlich)于1928年首次发现并命名。[1]触变剂具有可逆性、时间依赖性、结构稳定性和剪切速率相关性等特性,具体表现如下:

1、可逆性:触变过程是可逆的,材料在受力后和静止后的状态变化不会导致材料本质性质的改变。

2、时间依赖性:黏度恢复的速度与材料种类、触变剂类型及用量有关,从几秒钟到几小时不等。

3、剪切速率相关性:高剪切速率下黏度降低幅度更大,低剪切速率下黏度恢复更显著。

4、结构稳定性:触变剂形成的结构在静止状态下具有较高的稳定性,但在外力作用下又容易被破坏。

触变剂根据其化学性质可分为无机触变剂和有机触变剂两大类,前者主要通过物理吸附形成结构,后者依靠化学键或分子间相互作用形成网络。无机触变剂代表产品有气相二氧化硅、有机膨润土和凹凸棒石黏土,有机触变剂代表产品有氢化蓖麻油、聚酰胺蜡和纤维素衍生物。无机触变剂中,气相二氧化硅因其高比表面积和优异的触变性成为涂料行业的首选,但其价格较高且需要充分分散。有机触变剂中的聚酰胺蜡触变效果最强,适用于高剪切需求场景,但成本也较高;氢化蓖麻油则成本较低,但触变效果相对较弱。纤维素衍生物在水性体系中表现优异,如羟乙基纤维素能够有效防止颜料沉降并改善涂刷性。[1,2]

触变剂网络结构

触变剂通过调节材料的流变性能,实现了材料在储存、运输和施工过程中的稳定性与可操作性的平衡,在多个工业领域发挥着不可替代的作用。独特性能使触变剂成为涂料、建筑、医药、食品、电子制造等行业的关键助剂,也在3D生物打印、金属加工、新能源电池浆料、智能材料等领域发挥重要作用。[3]

参考文献

[1]胡国和,虎晓东,徐自冲,张音,张轲.触变性及触变剂研究进展[J].应用化工,2023,52(10):2940-2944.

[2]史野,穆剑雷,朱峰,李秀妹等.有机无机杂化触变剂的研究与应用[J].钻井液与完井液,2023,40(3):397-402.

[3]H. Li et al.A strategy for strong interface bonding by 3D bioprinting of oppositely charged κ-carrageenan and gelatin hydrogels.Carbohydrate Polymers ,198, (2018), 261-269.

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