上一则微信推文（10月23日）提到，大家对造纸涂料用缔合型增稠剂一般相对生疏，然而实际上这类增稠剂在油漆行业的使用已有很长的历史。缔合型增稠剂由亲水性的主链和疏水性的侧链或末端基组成。疏水性末端基主要是对水溶性没有贡献的烷基或芳香基。亲水性的间隔基团将这些末端基连接到聚合物主链，因此疏水基团在体系中仍具有运动性。这种结构类似于表面活性剂，事实上它们也倾向于在水中相互缔合形成胶束。疏水性侧链之间的这种缔合相互作用大大增加了整个体系内部的可协调程度，使得涂料在低剪切条件下具有很高的粘度，图1对此进行了更形象的示意。
疏水基团之间的缔合作用实际依赖的是范德华力，因此受外力时容易被破坏，即涂料受到剪切作用会导致疏水基团间相互吸引作用的消失以及原有缔合网络的解除。胶束崩溃后增稠剂分子沿剪切作用方向排列，导致涂料体系粘度降低。然而，也正是由于疏水性侧链或基团不再互相缔合，高剪切速率下涂料粘度很低的同时，其保水性可能会有一定的降低。
图1  缔合型增稠剂对涂料流变行为的影响示意图
根据疏水基团种类的不同，缔合型增稠剂主要可分为以下三类（表1）。
表1  涂料中缔合型增稠剂的种类和性能

1. 疏水改性的乙氧基化聚氨酯（HEUR）：这类增稠剂主要由疏水基为终端、分子链相对较短的乙氧基聚氨酯组成。疏水链末端之间的缔合作用使聚氨酯分子连接在一起形成长链，体系的粘度因此增加。这类产品的另一个特征是它们与作为涂料胶黏剂的合成胶乳颗粒也产生相互作用。该类产品有不同的变体，差异在于主链上亲水性链段和疏水性链段不同的交替变化。相较于油漆行业，它们在纸张涂布中的成功应用相对较少，主要是由于它们对颜料的亲和性较为缺乏。
2. 疏水改性的碱溶胀型乳液（HASE）：这类增稠剂的亲水性主链由碱溶性聚丙烯酸盐（酯）组成，即主链和之前介绍的丙烯酸共聚物类增稠剂没有差别，其中常用的单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸，不同的是它具有疏水性的侧链，这些侧链通过聚氧乙烯间隔基与聚合物主链连接，其缔合增稠效果则可以通过改变主链中缔合型单体和常规单体的比例、聚合物的疏水性（即脂肪烃基团的长度）、乙氧间隔基的数量等因素来控制。疏水性侧链与其他侧链的分子间缔合，以及疏水性侧链与涂料粘结剂粒子（即胶乳粒子）的相互作用，是它能表现出高粘度的原因。由于其丙烯酸共聚物主链分子量高，对颜料的亲和力强，因此非常适合用于纸张涂布，但保水性有可能低于常规增稠剂。
3.缔合纤维素增稠剂（ACT）：这类产品主要是疏水取代的纤维素醚，其中最主要的是疏水改性的羟乙基纤维素（HMHEC），它对丁苯胶乳和高岭土颜料都具有很高的亲和力。已知这类产品在涂布纸上的应用性能与HASE的相当，而其保水性能相对较差的问题则可以通过控制涂布时原纸表面形成涂料滤饼的速率来克服。
表2  非缔合型增稠剂与缔合型增稠剂的比较
缔合型增稠剂提高粘度的效果十分明显,很小的用量即可达到增稠目的，因此相对于传统的增稠剂具有经济上的优势，但需注意考虑相应涂料的保水性是否至关重要。举例来说，如果我们对吸收性很强的原纸进行预涂，或者采用粒子比较粗的碳酸钙为颜料，那么有可能需要补加其他产品来弥补其保水性的不足【编者按：有些厂家针对此问题从合成、配制等角度进行调整，以细分产品满足特殊需要】。
必须注意的是，对于保水性而言，不可以将静态测试方法得到的结果直接去关联生产实际的动态条件下的保水性。缔合增稠剂的显著优点在于它比常规增稠剂具有高得多的假塑性，涂料在高剪切条件下具有更低的粘度（见表2），这可保证更好的涂布运行性能，更低的刮刀压力去控制涂布量。另一方面，当施加于涂料上的剪切力撤离时，缔合型增稠剂会使涂料的粘度迅速而大幅地上升，这有助于获得结构更加蓬松且光学性能更为优异的涂层。
 
原文出处：Holik. Handbook of Paper and Board, 2nd Revised and Enlarged Edition, 2 Volume Set. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2013. p260-263.