無(wú)機(jī)粉體分散劑的分散原理,經(jīng)過(guò)多國(guó)多年的潛心研究,得到的分散模型是主要為以下幾種:靜電穩(wěn)定機(jī)理,空間位阻穩(wěn)定機(jī)理和靜電位阻穩(wěn)定機(jī)理。
1. 靜電穩(wěn)定機(jī)理
在固/液懸浮體系中,由于粒子表面電荷的存在,形成了雙電層結(jié)構(gòu)和Zeta電位。粒子間靜電斥力的大小取決于Zeta電位,而Zeta電位取決于粒子的表面電荷以及電荷密度,電荷密度越高,Zeta電位越高。無(wú)機(jī)分散劑電離成離子后吸附于顆粒表面,顆粒表面形成一種雙電層的結(jié)構(gòu),使其表面電荷密度提高,通過(guò)表面同種電荷斥力作用,克服了顆粒間的范德華吸引力,實(shí)現(xiàn)分散效果。
2. 空間位阻穩(wěn)定機(jī)理
空間位阻機(jī)理也稱(chēng)為立體效應(yīng)或熵效應(yīng),主要指顆粒表面上吸附了某些高分子化合物,粒子之間出現(xiàn)體積效應(yīng),在一定程度上粒子失去自由活動(dòng)的空間,相應(yīng)地降低其熵值,同時(shí)增加了粒子之間的相互排斥作用,使分散粒子的接觸受到空間障礙,保持了分散體系的穩(wěn)定性??臻g位阻機(jī)理主要是對(duì)聚合物分散劑而言的,其優(yōu)越的性能取決于其結(jié)構(gòu)中特有的錨固基團(tuán)和溶劑化鏈,
1)常見(jiàn)的錨固基團(tuán)有(-R2、—NR3+、—COO—、—HS03、—S032-、—P043-、多元胺、多元醇及聚醚)等,在水性介質(zhì)中,它們通過(guò)離子鍵,共價(jià)鍵,氫鍵等相互作用強(qiáng)力吸附于顆粒表面;
2)常見(jiàn)的溶劑化鏈有(聚醚,聚酯,聚烯烴及聚丙烯酸酯)等,在極性匹配的介質(zhì)中,溶劑化鏈延伸到分散介質(zhì)中,使得相鄰顆粒上的聚合物因體積效應(yīng)而相斥,最終有效地維持體系的懸浮穩(wěn)定性。
3. 靜電位阻穩(wěn)定機(jī)理
將顆粒間靜電斥力和空間位阻兩種力量共同作用以獲得的穩(wěn)定稱(chēng)為靜電空間位阻穩(wěn)定。粉體顆粒進(jìn)入溶解有聚合物的溶液后,聚合物分子很快緊密吸附到顆粒表面,并形成穩(wěn)定的雙電層,顆粒相互靠近時(shí)既會(huì)受到雙電層間相互作用產(chǎn)生的靜電斥力,又會(huì)受到聚合物分子間的位阻作用,從而使顆粒處于一種平衡狀態(tài)。
靜電位阻穩(wěn)定機(jī)制能夠防止已分散的粒子發(fā)生絮凝,最大程度的維持懸浮液的穩(wěn)定,也是性能優(yōu)良的分散劑的主要分散機(jī)制。而且在制備高固含量的懸浮液時(shí),靜電位阻穩(wěn)定是最有效的途徑之一。
不管分散劑何種分散原理,目的就是通過(guò)分散劑將超細(xì)粉體顆粒均勻分散于漿料體系中,然后發(fā)揮成品的最佳性能。
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