白粉主要应用于涂料、塑料和造纸工业,但在实际应用过程中,由于钛白粉颗粒极小而具有很大的表面能,因而在溶剂中极易发生团聚而沉淀,最终影响钛白粉的应用性能,而微量的悬浮稳定剂的加入可以很好地改善钛白粉在溶剂中的分散。目前,应用于无机粉体的分散剂,多为阴离子型高分子分散剂。其中,阴离子型高分子分散剂多以聚丙烯酸或聚丙烯酸多元共聚物为主。聚丙烯酸类水溶性分散剂具有很好的分散效果,目前已应用于水煤浆、陶瓷、氧化铝和碳酸钙等无机矿物的分散。目前,已有人研究了聚丙烯酸和聚丙烯酸盐在钛白粉颗粒上的吸附行为,并将聚丙烯酸和聚丙烯酸/丙烯酸甲酯应用于钛白粉、高岭土和碳酸钙的分散。但是聚丙烯酸类分散剂却易于在钛白粉表面脱附,降低分散效果。而苯乙烯可以提供较好的疏水基团,将苯乙烯与丙烯酸类水溶性单体共聚,最终制备的共聚物可平衡分散剂在颗粒表面最终的吸附与脱附,并增强分散剂的分散性能。本文以丙烯酸(AA)、顺丁烯二酸酐(MA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、苯乙烯(St)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、丙烯酸羟丙酯(HPA)等单体为主要原料,通过自由基聚合法,分别制备得到阴离子及阳离子钛白粉基于水性的悬浮稳定剂。当温度为85℃,总反应时间为5h时,得到透明淡黄绿色阴离子悬浮稳定剂;水浴温度为80℃,总反应时间为4h时,得到白色阳离子悬浮稳定剂乳液。探讨了主要原料及功能性单体对钛白粉在水中悬浮稳定性能的影响;并通过红外光谱、热失重分析仪、凝胶色谱等对聚合物进行了表征;通过纳米粒度电位仪、扫描电镜、显微镜、马弗炉等性能测试,研究所制备的聚合物对钛白粉在水中悬浮稳定性及在纸张留着率的一些应用性能,结果表明:(1)不同单体配比的影响:研究了不同的单体配比对聚合物分子量及热性能的影响。对于阴离子聚合物,AA的用量会对聚合物的分子量产生一定的影响,当AA与其他三种单体比值为6:5时,聚合物分子量为17811。而St和AMPS的用量会影响聚合物的分子量和热性能,当苯乙烯与三种单体比值为1:16时,即可以得到较好的热性能的阴离子聚合物;当AMPS与三种单体比值为1:7时,即可以得到较好的热性能的阴离子聚合物。对于阳离子聚合物,不同单体的配比对聚合物分子量影响不大,但是苯乙烯的用量会影响聚合物的热性能,当苯乙烯与其他两种单体比为1:8时,即可以得到较好的热性能的阳离子聚合物。(2)主要原料的影响:研究了St,AA,AMPS和DMC占阴离子聚合物及阳离子总单体质量比的影响。对于阴离子悬浮稳定剂,当St占总单体质量在6%,制备得到得聚合物对钛白粉在水中有很好的分散性能;对于阳离子悬浮稳定剂,St占总单体质量在8%-10%,制备得到得聚合物对钛白粉在水中有很好的分散性能。其他不同用量的单体对聚合物的悬浮稳定性有一定的影响,但是影响不是很大。(3)不同悬浮稳定剂用量对钛白粉在水中悬浮稳定性的影响:分别研究了阴离子及阳离子不同悬浮稳定剂添加量对钛白粉在水中悬浮稳定情况,对于阴离子悬浮稳定剂,添加量与钛白粉质量比为1%左右时,分散效果达到最好;对于阳离子悬浮稳定剂,添加量与钛白粉质量比为0.34%-0.36%时,分散效果达到最好。(4)不同悬浮稳定剂用量对钛白粉在纸张中留着率的影响:分别研究了阴离子及阳离子不同悬浮稳定剂添加量对钛白粉在纸张中留着率情况。对于阴离子悬浮稳定剂,阴离子悬浮稳定剂的加入使钛白粉在纸张中留着率降低,不宜加入阴离子悬浮稳定剂;对于阳离子悬浮稳定剂,添加量与钛白粉质量比为0.32%左右时,钛白粉留着率最高。