 選擇合適的分散劑是近年來(lái)研究的焦點(diǎn),而分散劑中使用最多的是表面活性劑。表面活性劑中,非親水性的離子基團越多越好,因為親水基團增多會(huì )使表面活性劑水溶性增大,在固體表面上吸附減少,尤其在表面活性劑與固體表面相互作用較弱的情況下更是如此。
1、選用分散劑應考慮的幾個(gè)準則
1)在一定條件下，盡量選用能提高粒子間能量勢壘的分散劑,增大粒子間的斥力,使粒子充分分散。
2)對于氧化物和氫氧化物及含有氧化基團的物料,在選用分散劑時(shí),應注意體系pH值對物料分散性的影響,根據pH值的范圍來(lái)確定合適的分散劑。
3)在粒子勢壘能量很低的情況下,僅靠加入能提高粒子間靜電斥力的分散劑是不行的,應考慮使用高分子分散劑或非離子型分散劑,利用位阻效應,實(shí)現物料的均勻分散。
4)應盡量選用量小、分散效率高的分散劑,這樣既減少了分散劑對分級產(chǎn)品的污染,也減少了后處理量。
2、分散劑類(lèi)型及性質(zhì)
在液相中顆粒的表面力分散調控原則,主要是通過(guò)添加適當的分散劑來(lái)實(shí)現。它的添加顯著(zhù)增強了顆粒間的相互排斥作用,為顆粒的良好分散營(yíng)造出所需要的物理化學(xué)條件。增強排斥作用主要通過(guò)以下三種方式來(lái)實(shí)現。增大顆粒表面電位的絕對值,以提高顆粒間的靜電排斥作用:通過(guò)高分子分散劑在顆粒表面形成吸附層之間的位阻效應,使顆粒間產(chǎn)生很強位阻排斥力;調控顆粒表面極性,增強分散介質(zhì)對它的潤濕性,在滿(mǎn)足潤濕原則的同時(shí),增強表面溶劑化膜,提高了它的表面結構化程度,使結構化排斥力大為增強。不同分散劑的分散機理不盡相同。
下面對三大類(lèi)分散劑:無(wú)機電解質(zhì)、表面活性劑和高分子分散劑分別進(jìn)行討論。
2.1 無(wú)機電解質(zhì)
無(wú)機類(lèi)有聚磷酸鹽(焦磷酸鈉、磷酸三鈉、磷酸四鈉、六偏磷酸鈉)、硅酸鹽(偏硅酸鈉、二硅酸鈉)。無(wú)機電解質(zhì)分散劑在顆粒表面的吸附,不僅能顯著(zhù)地提高顆粒表面電位的絕對值,從而產(chǎn)生強大的雙電層靜電排斥作用,而且無(wú)機電解質(zhì)也可以增強水對顆粒表面的潤濕程度。無(wú)機電解質(zhì)在顆粒表面的吸附還增強表面的潤濕性，增大溶劑化膜的強度和厚度,從而進(jìn)一步增強顆粒的互相排斥作用。
2.2 有機類(lèi)
有機類(lèi)分為三類(lèi):陰離子型、非離子型、陽(yáng)離子型。其中陰離子型有烷基芳基磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽、二烷基磺基墟拍酸鹽、聚乙二醇烷基芳基醚磺酸鈉等，非離子型有烷基酚聚乙烯醚、山梨糖醇烷基化物、聚氧乙烯烷基酚基醚等，陽(yáng)離子型有烷基毗嚨氯化物、三甲基硬脂酞按氯化物等。非極性基團長(cháng)度對超細碳酸鈣顆粒改性分散起顯著(zhù)的作用。在水中，不同極性基團對超細碳酸鈣表面改性分散強弱順序為:-COONa>-CONHOH >S03H>鈦酸酯>-PO(OH)2=硅烷。
2.3 高分子類(lèi)
高分子類(lèi)有聚羧酸鹽、聚丙烯酸衍生物、順丁烯二酸醉共聚物、非離子型水溶性高分子(聚乙烯毗咯酮、聚醚衍生物,聚乙二醇)等。高分子分散劑的致密吸附膜對顆粒的團聚、分散狀態(tài)有非常顯著(zhù)的作用。常用的有機高分子鏈上幾乎均勻分布著(zhù)大量的極性基團，因此，有機分子在顆粒表面的致密吸附必然導致顆粒表面的親水化，增強表面對極性液體的潤濕性。根據分散調控第一原則，這有利于顆粒分散。
高分子作為分散劑主要使利用它在顆粒表面的吸附膜的強大空間位阻排斥效應。由于高分子分散劑的吸附膜厚度通常能達到數十納米，幾乎與雙電層的厚度相當甚至更大，因此它的作用在顆粒相距相當遠時(shí)便開(kāi)始表現出來(lái)。高分子分散劑的分散和團聚作用時(shí)可以轉化的。一般而言,當顆粒表面的高分子吸附層的覆蓋率遠低于一個(gè)單分子層時(shí)，高分子起粒間橋聯(lián)作用,使顆粒絮凝，當表面吸附層的覆蓋率接近或大于一個(gè)單分子層使，空間壓縮作用成為主導，顆粒受位阻效應而呈空間穩定分散。
當顆粒對高分子聚合物產(chǎn)生負吸附的時(shí)候,顆粒表面層的高分子濃度低于溶液的體相濃度，在顆粒表面形成空缺層。在低濃度的溶液中，空缺層的重疊導致卿拌立相互吸引，顆粒發(fā)生空缺團聚。在高濃度的溶液中,顆粒排斥作用占優(yōu)勢，顆粒呈空缺穩定分散。
在配制分散穩定的無(wú)機粉體水漿料時(shí)，分散劑量并非越多越好，它有一最佳值。通過(guò)研究發(fā)現,隨粉體固含量的不同，分散劑有其最佳的用量范圍。一般固含量提高，分散劑用量隨粉體固含量的增加而增加，進(jìn)一步提高固含量,顆粒間距離減小，排斥力增加，分散劑用量有下降趨勢。對不同尺寸的粉體，顆粒越細,其比表面越大，形成穩定漿料所需的分散劑量越多。
在實(shí)際應用中，表面活性劑對粉體表面性質(zhì)的調節作用不可能是單一的。它們往往以某種調節作用為主。同時(shí)兼有其他調節作用，甚至有時(shí)會(huì )出現提高了某排斥作用，同時(shí)增加某吸引作用，或降低了某吸引作用，同時(shí)降低某排斥作用。這就需要通過(guò)理論計算、針對性實(shí)驗，對表面活性劑的種類(lèi)、濃度等加以確定。
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