选择合适的分散剂是近年来研究的焦点,而分散剂中使用最多的是表面活性剂。表面活性剂中,非亲水性的离子基团越多越好,因为亲水基团增多会使表面活性剂水溶性增大,在固体表面上吸附减少,尤其在表面活性剂与固体表面相互作用较弱的情况下更是如此。
选择合适的分散剂是近年来研究的焦点,而分散剂中使用最多的是表面活性剂。表面活性剂中,非亲水性的离子基团越多越好,因为亲水基团增多会使表面活性剂水溶性增大,在固体表面上吸附减少,尤其在表面活性剂与固体表面相互作用较弱的情况下更是如此。
1、选用分散剂应考虑的几个准则
1)在一定条件下，尽量选用能提高粒子间能量势垒的分散剂,增大粒子间的斥力,使粒子充分分散。
2)对于氧化物和氢氧化物及含有氧化基团的物料,在选用分散剂时,应注意体系pH值对物料分散性的影响,根据pH值的范围来确定合适的分散剂。
3)在粒子势垒能量很低的情况下,仅靠加入能提高粒子间静电斥力的分散剂是不行的,应考虑使用高分子分散剂或非离子型分散剂,利用位阻效应,实现物料的均匀分散。
4)应尽量选用量小、分散效率高的分散剂,这样既减少了分散剂对分级产品的污染,也减少了后处理量。
2、分散剂类型及性质
在液相中颗粒的表面力分散调控原则,主要是通过添加适当的分散剂来实现。它的添加显著增强了颗粒间的相互排斥作用,为颗粒的良好分散营造出所需要的物理化学条件。增强排斥作用主要通过以下三种方式来实现。增大颗粒表面电位的绝对值,以提高颗粒间的静电排斥作用:通过高分子分散剂在颗粒表面形成吸附层之间的位阻效应,使颗粒间产生很强位阻排斥力;调控颗粒表面极性,增强分散介质对它的润湿性,在满足润湿原则的同时,增强表面溶剂化膜,提高了它的表面结构化程度,使结构化排斥力大为增强。不同分散剂的分散机理不尽相同。
下面对三大类分散剂:无机电解质、表面活性剂和高分子分散剂分别进行讨论。
2.1 无机电解质
无机类有聚磷酸盐(焦磷酸钠、磷酸三钠、磷酸四钠、六偏磷酸钠)、硅酸盐(偏硅酸钠、二硅酸钠)。无机电解质分散剂在颗粒表面的吸附,不仅能显著地提高颗粒表面电位的绝对值,从而产生强大的双电层静电排斥作用,而且无机电解质也可以增强水对颗粒表面的润湿程度。无机电解质在颗粒表面的吸附还增强表面的润湿性，增大溶剂化膜的强度和厚度,从而进一步增强颗粒的互相排斥作用。
2.2 有机类
有机类分为三类:阴离子型、非离子型、阳离子型。其中阴离子型有烷基芳基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、二烷基磺基墟拍酸盐、聚乙二醇烷基芳基醚磺酸钠等，非离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，阳离子型有烷基毗咙氯化物、三甲基硬脂酞按氯化物等。非极性基团长度对超细碳酸钙颗粒改性分散起显著的作用。在水中，不同极性基团对超细碳酸钙表面改性分散强弱顺序为:-COONa>-ConHOH >S03H>钛酸酯>-PO(OH)2=硅烷。
2.3 高分子类
高分子类有聚羧酸盐、聚丙烯酸衍生物、顺丁烯二酸醉共聚物、非离子型水溶性高分子(聚乙烯毗咯酮、聚醚衍生物,聚乙二醇)等。高分子分散剂的致密吸附膜对颗粒的团聚、分散状态有非常显著的作用。常用的有机高分子链上几乎均匀分布着大量的极性基团，因此，有机分子在颗粒表面的致密吸附必然导致颗粒表面的亲水化，增强表面对极性液体的润湿性。根据分散调控第一原则，这有利于颗粒分散。
高分子作为分散剂主要使利用它在颗粒表面的吸附膜的强大空间位阻排斥效应。由于高分子分散剂的吸附膜厚度通常能达到数十纳米，几乎与双电层的厚度相当甚至更大，因此它的作用在颗粒相距相当远时便开始表现出来。高分子分散剂的分散和团聚作用时可以转化的。一般而言,当颗粒表面的高分子吸附层的覆盖率远低于一个单分子层时，高分子起粒间桥联作用,使颗粒絮凝，当表面吸附层的覆盖率接近或大于一个单分子层使，空间压缩作用成为主导，颗粒受位阻效应而呈空间稳定分散。
当颗粒对高分子聚合物产生负吸附的时候,颗粒表面层的高分子浓度低于溶液的体相浓度，在颗粒表面形成空缺层。在低浓度的溶液中，空缺层的重叠导致卿拌立相互吸引，颗粒发生空缺团聚。在高浓度的溶液中,颗粒排斥作用占优势，颗粒呈空缺稳定分散。
在配制分散稳定的无机粉体水浆料时，分散剂量并非越多越好，它有一最佳值。通过研究发现,随粉体固含量的不同，分散剂有其最佳的用量范围。一般固含量提高，分散剂用量随粉体固含量的增加而增加，进一步提高固含量,颗粒间距离减小，排斥力增加，分散剂用量有下降趋势。对不同尺寸的粉体，颗粒越细,其比表面越大，形成稳定浆料所需的分散剂量越多。
在实际应用中，表面活性剂对粉体表面性质的调节作用不可能是单一的。它们往往以某种调节作用为主。同时兼有其他调节作用，甚至有时会出现提高了某排斥作用，同时增加某吸引作用，或降低了某吸引作用，同时降低某排斥作用。这就需要通过理论计算、针对性实验，对表面活性剂的种类、浓度等加以确定。
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