聚氨酯缔合型增稠剂分子设计与产品流变学性能
聚氨酯缔合型增稠剂亲油端基大小和含量、亲水链段的长短都可以调整。每一种分子结构设计组合都可以获得具有相应的流变学特征的材料。
1.亲油端基对增稠剂流变学影响
亲油端基的大小直接影响缔合的强弱，端基越大缔合越强，增稠效果越明显。常用的亲油端基一般为8～22碳的线性饱和脂肪烃。如图分子量15000，端基分别为十、十二、十四碳脂肪烃的线性增稠剂，用量为0.15％，采用旋转粘度计测定含固量为30％的苯丙乳液的流变学性能。
从上图的结果可以看出，随着亲油端基的增大，缔合增强，对低剪切粘度贡献增加。对于中高剪切粘度，端基大小的影响较小。因此大的亲油端基产品表现出强的假塑性，小的亲油端基产品接近牛顿流体，表现出更好的流平性。
端基的结构对产品的光泽也有影响，有专利报道采用支化的脂肪烃端基(2-辛基十二醇)生产的增稠剂，添加在涂料配方中可以获得高光泽的涂料。
2.分子量的影响
高分子的均方末端距与分子量成正比关系，有人采用激光光散射测定聚氨酯缔合型增稠剂在水及甲醇体系中的z均末端距，发现商品线性聚氨酯缔合型增稠剂的z均末端距一般在40－130 nm，随着增稠剂分子量的增加，z均末端距增加。在高分子乳胶中增稠作用主要是增稠剂端基与高分子乳胶粒子的缔合产生的。假设粒径为110 nm，如果粒子以立方排列分布在连续的水相中，经理论计算，5％含固量时粒子间距为160 nm，10％含固量时粒子间距100 nm，25％含固量时粒子间距为42 nm。
当增稠剂末端距小于乳胶粒子间距时，难以形成增稠剂与乳胶粒子间的有效缔合。下图为数均分子量分别为12000和25000的聚氨酯增稠剂在不同含固量的聚丙烯酸酯乳液中的粘度。从图中的结果可以看出，提高增稠剂分子量对低含固量乳液的增稠十分有效。
对于线性体系，增稠剂的分子量不但决定增稠剂的均方末端距，同时也会决定增稠剂端基的含量，分子量对增稠剂的影响比较复杂，目前还没有深入研究报道。
3.结构影响
商品增稠剂大多采用线性结构，有报道星型、支化、梳型等增稠剂的合成，但都未对其性能作深入研究。从理论上分析，这些复杂结构一般会降低分子的均方半径。由于复杂结构增稠剂的一个分子有多于2个端基，一般会增加缔合。
有人研究端基和梳型混合型增稠剂，发现链中间的亲油基团存在分子内作用，阻止了聚合物链完全伸展，使增稠效率降低。然而却赋予了这种结构有更好的粘度稳定性。
通用的线形缔合型增稠剂对表面活性剂、溶剂等解缔合物质非常敏感，加入这些物质会破坏缔合，使增稠效率大幅下降。对于复杂结构增稠剂，加入解缔合物质在破坏缔合的同时会使分子伸展，增加增稠效率，抵消由于解缔合作用造成的粘度下降。这种粘度稳定性对涂料行业十分重要，在涂料配方中通常会添加色浆（色浆中含有大量的润湿分散剂、二元醇等维持颜料稳定分散物质）、表面活性剂、溶剂等助剂。特别是色浆，通常是用户在涂料使用前调配，涂料的粘度着色稳定性就显得更重要。
