陶瓷分散剂的分散机理
关于分散剂与陶瓷浆料颗粒的作用稳定机理主要有静电稳定机理、空间稳定机理和静电位阻稳定机理三种。
1.静电稳定机理(双电层理论)
静电稳定机理又称双电层理论,其作用过程借助于静电和空间的稳定作用在胶体粒子之间产生足够大的排斥力。这种稳定作用可通过两种方式来加强:一种是将离子型和非离子型表面活性剂混合使用,两者间的协同作用提高粒子的稳定性;另一种是加入高分子聚电解质,通过吸附或者结合在粒子的表面,产生很强的静电排斥力,如图所示
在陶瓷浆料固/液悬浮体系中,由于粒子表面电荷的存在,当无机分散剂电离后的离子吸附于颗粒表面,颗粒表面形成了双电层结构和Zate电位。紧靠粉体表面的反离子浓度最大,反离子的浓度随着远离固体表面的距离的增加而降低,形成一个反离子的扩散层,陶瓷粉体的吸附层和扩散层合称为双电层。当陶瓷粉体表面电荷密度增加时,胶团的双电层厚度也增加,陶瓷悬浮体系的Zeta 电位随之增加,粒子间的排斥力加大,克服了颗粒间的范德华引力,从而使得泥浆的黏度减小,流动性增加,进而达到分散作用。
通常在水溶液中,可以通过调节pH 值和作为分散剂加入的反离子来使悬浮液稳定。
2.空间位阻稳定机理
空间位阻稳定机理主要是指颗粒表面上吸附了一层聚合物高分子化合物,吸附层的出现让粒子间出现了体积效应,增加了粒子间的排斥作用,在一定程度上阻止了粒子间的相互接触,有效防止了颗粒间的团聚与沉降,进而使分散系统的黏度降低,保持了分散体系的稳定性。
空间位阻稳定机理的基本假设是当固体粒子表面吸附了高分子量聚合物后,聚合物分子的非溶性基团可以锚固在固体粒子表面,而聚合物的可溶性基团充分伸展在介质中,形成微胞状态,同时能够在固体粒子周围形成一定厚度的位阻层,当固体颗粒彼此接近时,由于吸附层之间的相互作用产生排斥阻碍作用,阻碍颗粒的碰撞聚集和重力沉降,从而起到了稳定浆料悬浮体系的作用。

在陶瓷浆料体系中,陶瓷颗粒很容易因为重力的作用而沉降,当向体系中加入分散剂之后,由于斥力的作用使粒子之间相互分开,从而维持了浆料的分散性和稳定性。高分子分散剂的一端吸附在陶瓷颗粒的表面,另一端伸展在溶液中形成空间位阻层,因而阻碍了陶土粒子的碰撞团聚和重力沉降,起到稳定浆料的作用。
高分子分散剂能够产生空间位阻稳定作用必须满足两个基本条件:第一锚固基团在颗粒表面达到较高的覆盖率并且能够发生较强的吸附作用;第二可溶性部分的碳链须达到适当的长度,能够在溶剂中充分伸展,并形成具有一定厚度的位阻层。分散作用较好的位阻稳定剂通常是嵌段或接枝共聚的两亲性聚合物。位阻稳定作用主要依靠聚合物在粒子表面覆盖、被吸附聚合物的排列以及吸附层的厚度。与静电斥力作用相比,其优点在于位阻机制对于水和非水介质都有效,相对于而静电稳定是亚稳定,位阻稳定是热力学稳定。
3.静电位阻稳定机理
静电位阻稳定机理是指由颗粒间静电斥力和空间位阻两种力量共同作用所获得稳定的机理。
当有机高分子吸附在固体颗粒表面之后能够在固体颗粒表面形成一层带电荷的分子层,带电的聚合物分子层由于溶剂链在液相中能够充分伸展而产生位阻效应,防止固体粒子因做布朗运动而靠近并发生碰撞,同时高分子分散剂还能通过本身所带的电荷排斥周围的粒子,从而产生复合稳定作用。颗粒表面静电荷、外加电解质和锚固基团高聚电解质能够为浆料分散体系提供静电电荷来源。陶瓷颗粒之间距离较小时,以空间位阻稳定机制为主,通过空间位阻作用阻碍粒子之间的相互靠近;颗粒之间距离较大时,双电层产生斥力,以静电稳定机制为主。
上述三种作用机理,静电稳定作用属于热力学亚稳定状态,而空间位阻稳定状态为热力学稳定状态。空间稳定机理相对研究也较深入,应用越来越多;双电层理论最为成熟,能较好地解释水性体系中电解质分散剂的作用;静电位阻稳定机理近几年来研究的热点,对于水性或非水性介质,都能较好的解释高分子分散剂的
关于分散剂与陶瓷浆料颗粒的作用稳定机理主要有静电稳定机理、空间稳定机理和静电位阻稳定机理三种。
1.静电稳定机理(双电层理论)
静电稳定机理又称双电层理论,其作用过程借助于静电和空间的稳定作用在胶体粒子之间产生足够大的排斥力。这种稳定作用可通过两种方式来加强:一种是将离子型和非离子型表面活性剂混合使用,两者间的协同作用提高粒子的稳定性;另一种是加入高分子聚电解质,通过吸附或者结合在粒子的表面,产生很强的静电排斥力,如图所示
在陶瓷浆料固/液悬浮体系中,由于粒子表面电荷的存在,当无机分散剂电离后的离子吸附于颗粒表面,颗粒表面形成了双电层结构和Zate电位。紧靠粉体表面的反离子浓度最大,反离子的浓度随着远离固体表面的距离的增加而降低,形成一个反离子的扩散层,陶瓷粉体的吸附层和扩散层合称为双电层。当陶瓷粉体表面电荷密度增加时,胶团的双电层厚度也增加,陶瓷悬浮体系的Zeta 电位随之增加,粒子间的排斥力加大,克服了颗粒间的范德华引力,从而使得泥浆的黏度减小,流动性增加,进而达到分散作用。
通常在水溶液中,可以通过调节pH 值和作为分散剂加入的反离子来使悬浮液稳定。
2.空间位阻稳定机理
空间位阻稳定机理主要是指颗粒表面上吸附了一层聚合物高分子化合物,吸附层的出现让粒子间出现了体积效应,增加了粒子间的排斥作用,在一定程度上阻止了粒子间的相互接触,有效防止了颗粒间的团聚与沉降,进而使分散系统的黏度降低,保持了分散体系的稳定性。
空间位阻稳定机理的基本假设是当固体粒子表面吸附了高分子量聚合物后,聚合物分子的非溶性基团可以锚固在固体粒子表面,而聚合物的可溶性基团充分伸展在介质中,形成微胞状态,同时能够在固体粒子周围形成一定厚度的位阻层,当固体颗粒彼此接近时,由于吸附层之间的相互作用产生排斥阻碍作用,阻碍颗粒的碰撞聚集和重力沉降,从而起到了稳定浆料悬浮体系的作用。

在陶瓷浆料体系中,陶瓷颗粒很容易因为重力的作用而沉降,当向体系中加入分散剂之后,由于斥力的作用使粒子之间相互分开,从而维持了浆料的分散性和稳定性。高分子分散剂的一端吸附在陶瓷颗粒的表面,另一端伸展在溶液中形成空间位阻层,因而阻碍了陶土粒子的碰撞团聚和重力沉降,起到稳定浆料的作用。
高分子分散剂能够产生空间位阻稳定作用必须满足两个基本条件:第一锚固基团在颗粒表面达到较高的覆盖率并且能够发生较强的吸附作用;第二可溶性部分的碳链须达到适当的长度,能够在溶剂中充分伸展,并形成具有一定厚度的位阻层。分散作用较好的位阻稳定剂通常是嵌段或接枝共聚的两亲性聚合物。位阻稳定作用主要依靠聚合物在粒子表面覆盖、被吸附聚合物的排列以及吸附层的厚度。与静电斥力作用相比,其优点在于位阻机制对于水和非水介质都有效,相对于而静电稳定是亚稳定,位阻稳定是热力学稳定。
3.静电位阻稳定机理
静电位阻稳定机理是指由颗粒间静电斥力和空间位阻两种力量共同作用所获得稳定的机理。
当有机高分子吸附在固体颗粒表面之后能够在固体颗粒表面形成一层带电荷的分子层,带电的聚合物分子层由于溶剂链在液相中能够充分伸展而产生位阻效应,防止固体粒子因做布朗运动而靠近并发生碰撞,同时高分子分散剂还能通过本身所带的电荷排斥周围的粒子,从而产生复合稳定作用。颗粒表面静电荷、外加电解质和锚固基团高聚电解质能够为浆料分散体系提供静电电荷来源。陶瓷颗粒之间距离较小时,以空间位阻稳定机制为主,通过空间位阻作用阻碍粒子之间的相互靠近;颗粒之间距离较大时,双电层产生斥力,以静电稳定机制为主。
上述三种作用机理,静电稳定作用属于热力学亚稳定状态,而空间位阻稳定状态为热力学稳定状态。空间稳定机理相对研究也较深入,应用越来越多;双电层理论最为成熟,能较好地解释水性体系中电解质分散剂的作用;静电位阻稳定机理近几年来研究的热点,对于水性或非水性介质,都能较好的解释高分子分散剂的