
當前,新型納米材料層出不全,性能超群。但現實(shí)中,這些新型納米材料的應用遠沒(méi)有達到大家的期待。關(guān)鍵的原因是納米材料分散困難。研究人員開(kāi)發(fā)納米材料的熱情遠高于對分散技術(shù)的研究,而后者卻是納米材料得到工業(yè)化應用的關(guān)鍵。不懂得使用分散劑,就好比面對巨石而手無(wú)撬棍。
分散和絮凝是矛盾的統一體。分散⇔絮凝,是一個(gè)可逆的動(dòng)態(tài)平衡。制備好的分散體很容易失效,被精密粉碎的顆粒常會(huì )返粗。大致的科學(xué)解釋是,固體表面存在不飽和的價(jià)鍵。納米材料顆粒是高能態(tài)物質(zhì),自然傾向于降低能態(tài)(絮凝會(huì )降低能態(tài))。
一般來(lái)說(shuō),200納米以下的顆粒才需要分散技術(shù)的幫助。尤其是到了幾十納米粒徑,除了必須使用高分子分散劑,分散設備也很關(guān)鍵。分散設備必須要能產(chǎn)生超過(guò)20m/s的線(xiàn)速度沖擊。常見(jiàn)的高能量密度鋯珠砂磨機是一種選擇,射流速度接近音速的對沖高速射流分散技術(shù)設備可能更加理想。
25克溶劑中可以塞進(jìn)75克鈦白粉或者其他粉料,還能保持流暢的低黏度。這就是分散劑的降黏性。利用降黏性,可以大幅提高分散研磨的效率。并制備高固含量的分散體產(chǎn)品。要是沒(méi)有合適的分散劑,50%固含量的混合體都很難攪動(dòng)。
分散劑為納米材料的應用提供可能的技術(shù)支撐。沒(méi)有徹底分散在涂料中,納米材料就沒(méi)有價(jià)值。經(jīng)常聽(tīng)人說(shuō)納米材料沒(méi)有用,實(shí)際上是因為納米材料沒(méi)有分散開(kāi),還是微米級團粒。
檢測納米材料分散效果不能用常規細度計,只有電子顯微鏡或者激光粒度儀才具備足夠的解析力。
分散劑有很多種類(lèi)。但幾乎沒(méi)有兩個(gè)品牌的產(chǎn)品是一樣的。各個(gè)企業(yè)對自己的產(chǎn)品高度保密,都有自己獨特的DNA?;静淮嬖谕|(zhì)化。所以,分散劑沒(méi)有統一標準。它有三大物理化學(xué)屬性:①極性,②相對分子質(zhì)量,③成分。企業(yè)通常不會(huì )公開(kāi)這些產(chǎn)品數據,商業(yè)上只是含糊的描述。
分散劑必須在載體中才能發(fā)揮作用。因為高分子物質(zhì)需要在載體中伸展它的胳膊腿,在其中游泳。載體者,溶劑也。水也是一種溶劑。
分散劑最常用的領(lǐng)域是顏料的應用。比如涂料和油墨等。幾乎所有的涂料或油墨中使用的顏料都是納米級別的。比如,您家大奔的油漆,那么黑亮,其中的炭黑,粒徑達到10納米,沒(méi)有分散劑就不會(huì )那么黑亮。
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