分散劑中使用多的是表面活性劑,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使表面活性劑水溶性增大,在固體表面上吸附減少,在表面活性劑與固體表面相互作用較弱的情況下如此。
選用分散劑考慮的幾個準則
1)在條件之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,在選用分散劑方面應注意體系pH值對物料分散性的影響,根據(jù)pH值的范圍來確定合適的分散劑。
3)在粒子勢壘能量低之下,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,實現(xiàn)物料的均勻分散。
4)應盡量選用量小、分散效率高的分散劑,這樣既減少分散劑對分級產(chǎn)品的污染,也能減少了后處理量。
分散劑類型及性質(zhì)
在液相中顆粒的表面力分散調(diào)控原則,主要是通過添加適當?shù)姆稚﹣韺崿F(xiàn)。它的添加增強顆粒之間相互排斥作用,為顆粒的良好分散營造出所需要的物理化學條件。增強排斥作用主要通過以下方式來實現(xiàn),增大顆粒表面電位的jue對值,以提高顆粒間的靜電排斥作用:通過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(diào)控顆粒表面ji性,增強分散介質(zhì)對它的run濕性,在run濕原則的同時,增強表面溶劑化膜,提高了它的表面結(jié)構(gòu)化程度,使結(jié)構(gòu)化排斥力大為增強,不同分散劑的分散機理不盡相同。下面對三大類分散劑:無機電解質(zhì)、表面活性劑和高分子分散劑分別進行分析和討論。
無機電解質(zhì)
無機類有聚磷酸鹽(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)。無機電解質(zhì)分散劑在顆粒表面的吸附,能提高顆粒表面電位的jue對值,產(chǎn)生的雙電層靜電排斥作用,而且無機電解質(zhì)也可增強水對顆粒表面的un濕程度,無機電解質(zhì)在顆粒表面的吸附還增強表面的run濕性,增大溶劑化膜的強度和厚度,從而增強顆粒的互相排斥作用。
有機類
有機類分為:陰離子型、非離子型、陽離子型。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,陽離子型有烷基毗嚨氯化物等。非ji性基團長度對細碳酸鈣顆粒改性分散起的作用。在水中,不同ji性基團對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。
高分子類
高分子類有聚羧酸鹽、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)有顯著的作用。常用的有機高分子鏈上均勻分布著大量的ji性基團,因此,有機分子在顆粒表面的致密吸附導致顆粒表面的親水化,增強表面對ji性液體的run濕性。根據(jù)分散調(diào)控原則,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fu膜的空間位阻排斥效應。由于高分子分散劑的吸附膜厚度通常能數(shù)十納米,ji乎與雙電層的厚度相當甚至大,因此它的作用在顆粒相距相當yuan時便開始表現(xiàn)出來。高分子分散劑的分散和團聚作用時可以轉(zhuǎn)化的。一般而言,當顆粒表面的高分子吸附層的覆蓋率低于一個單分子層時,高分子起粒間橋聯(lián)作用,使顆粒絮凝,當表面吸fu層的覆蓋率接近或大于一個單分子層使,空間壓縮作用成為主導,顆粒受位阻效應而呈空間穩(wěn)定分散。
當顆粒對高分子聚合物產(chǎn)生負吸fu的時候,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(wěn)定分散。
在配制分散穩(wěn)定的無機粉體水漿料時,分散劑量并非越多越好,它有一值。通過研究發(fā)現(xiàn),隨粉體固含量的不同,分散劑有其佳的用量范圍。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(wěn)定漿料所需的分散劑量越多。
在實際應用中,表面活性劑對粉體表面性質(zhì)的調(diào)節(jié)作用不可能是單一的。它們往往以某種調(diào)節(jié)作用為主。同時兼有其他調(diào)節(jié)作用,甚至有時會出現(xiàn)提高了某排斥作用,同時增加某吸引作用,或降低了某吸引作用,同時降低某排斥作用。這就需要通過理論計算、針對性實驗,對表面活性劑的種類、濃度等加以確定。
PSI11-100是一類有機雜化硅聚合物,用于氫氧化鎂(MH),氫氧化鋁(AH)、高嶺土、滑石粉等填料的有機化分散處理,適用于氫氧化鎂(MH)、氫氧化鋁(AH)有機化處理應用于無鹵電纜料。
PSI-500功能分散劑產(chǎn)品應用:適用于氫氧化鎂、氫氧化鋁、滑石粉、硅灰石、高嶺土等無機顏填料的表面處理,提高顏填料在塑料和橡膠中的分散性。有機化處理的顏填料適用于下列聚合物:聚烯烴(PP\PE);EVA熱塑性彈性體;橡膠;熱固性樹脂。
SP-1013是一款用于碳酸鈣(CaCO3)、硅灰石表面處理的超分散偶聯(lián)劑,用其處理的無機粉體可用于聚烯烴(PP/PE)、熱塑性彈性體、橡膠,應用于聚烯烴功能性填充母料配方中。SP-1013超分散偶聯(lián)劑耐水性好,處理無機粉體不需要高溫脫水,這對于填充母料的制造不減少設(shè)備投入,也省去了脫水工藝。