超细无机粉体的水中分散研究综述

超细粉体的水性超分散剂研究进展郑仕远;吴奇财;周朝霞;刘刚;熊邦虎【摘要】超细粉体具有极高的比表面能而难于在水介质中稳定分散.具有锚固基团和溶剂化链结构组成的超分散剂能显著降低体系的总表面能,因而可用于分散超细粉体.文章概述了超细粉体在水介质中的分散机理、双电层理论和空间位阻理论,以及颗粒分散动力学稳定性的影响因素如分子组成结构、pH和分散剂用量.重点介绍了水性超分散剂的种类包括聚羧酸型、聚马来酸酐型和聚磺酸型等及其合成方法.%It is dificult for urtrafine powder to be dispersed in waterborn system owing to its high specific surface energy. However, hyper -dispersant, containing anchoring group and solvate chain structure, could be used in dispersing ultrafine powder through reducing the total surface energy of system rapidly. The mechanism of dispersion and stabilization of ultraline powder in water, such as double -layer and steric repellence, and the influencing factors on dispersion kinetics, such as molecular composition, pH value and dosage of dispersant. Particularly, the types of hyper - dispersant, for instance, the polycarboxylate, the poly maleic anhydride and the polysulfonate and the synthetic methods of hyper- dispersant associated were summarized in detail.【期刊名称】《涂料工业》【年(卷),期】2011(041)005【总页数】6页(P74-79)【关键词】超分散剂;超细粉体;分散;水介质【作者】郑仕远;吴奇财;周朝霞;刘刚;熊邦虎【作者单位】重庆文理学院化学与环境工程学院,四川,永川,402168;重庆文理学院化学与环境工程学院,四川,永川,402168;重庆文理学院化学与环境工程学院,四川,永川,402168;重庆文理学院化学与环境工程学院,四川,永川,402168;上海泰格聚合物技术有限公司,上海,201203【正文语种】中文【中图分类】TQ637.81超细粉体运用十分广泛，然而由于具有极高的比表面积和比表面能，其高热力学不稳定性导致极易团聚，影响材料的微观结构和性能。

超细粉体制备技术研究的内容及发展现状引言：超细粉体制备技术是一门研究如何制备具有纳米级颗粒尺寸的粉体材料的学科。

该技术在各个领域都具有重要的应用价值，例如材料科学、化学工程和环境科学等。

本文将探讨超细粉体制备技术的研究内容及其发展现状。

一、超细粉体制备技术的研究内容1. 材料选择：超细粉体制备技术要求选择适合的原料，如金属、陶瓷或聚合物等，并考虑其物理化学性质以及制备过程中的相互作用。

2. 制备方法：超细粉体的制备方法包括物理法、化学法和物化法等。

物理法主要有磨碎法、气雾法和凝胶法等；化学法主要有溶胶凝胶法、水热法和溶剂热法等；物化法则是将物理法和化学法相结合，如高能球磨法和溶胶冻胶法等。

3. 控制参数：超细粉体的制备过程中，需要控制一系列参数，如反应温度、反应时间、溶液浓度和溶剂选择等。

这些参数的调节将直接影响到粉体颗粒的尺寸和形貌。

4. 表征分析：制备好的超细粉体需要进行表征分析，如粒径分布、比表面积、晶体结构和形貌等。

常用的表征方法包括扫描电镜、透射电镜、X射线衍射和比表面积测定等。

二、超细粉体制备技术的发展现状1. 研究热点：超细粉体制备技术的研究热点主要集中在以下几个方面：- 纳米材料的制备方法优化：研究人员不断改进传统的制备方法，提高制备效率和控制颗粒尺寸的精度。

- 纳米材料的表征手段研究：随着纳米材料的制备技术的发展，对其表征手段的研究也日益重要，以满足对纳米材料粒径和形貌等更准确的表征需求。

- 新型超细粉体的应用研究：超细粉体在材料科学、医学和环境保护等领域具有广泛的应用前景，研究人员正积极探索新型超细粉体的应用潜力。

2. 发展趋势：- 多学科交叉：超细粉体制备技术的研究已经从单一的材料学领域扩展到了化学、物理、生物等多个学科领域的交叉研究，这将进一步推动超细粉体制备技术的发展。

- 绿色制备：随着环境问题的日益突出，研究人员正致力于开发绿色制备方法，以减少对环境的影响。

- 自组装技术：自组装技术是一种通过物体自身的相互作用实现组装的方法，近年来在超细粉体制备中得到了广泛应用。

超细粉体团聚的原因及超细粉体分散方法在超细粉体技术中超细粉体团聚和超细粉体分散无疑是最关键的技术。

分级、粒度测量、混匀及储运等作业的进行，都在很大程度上取决于颗粒的分散程度。

1.产生超细粉体团聚的原因 1.1 分子间作用力引起超细粉体聚团 众所周知，分子之间总是存在着范德华氏引力，是短程力。

但是，对于由极大量分子集合体构成的体系，多个分子间存在着相互作用，颗粒间分子作用力的有效间距可达50nm以上，属于长程力。

超细粉体颗粒间的分子作用力是超细粉体团聚的根本原因。

1.2 颗粒间静电作用力引起聚团 在干空气中大多数颗粒是自然荷电的。

颗粒获得的最大电荷量受限于其周围介质的击穿强度，在干空气中约为1．7×10坩电子／crn2。

荷电颗粒与其它物体接触时，颗粒表面电荷等量吸引对方的异号电荷，使物体表面出现剩余电荷，从而产生接触电位差。

1.3 颗粒在湿空气中的粘结 当空气相对湿度超过65％时，水蒸气开始在颗粒表面及颗粒间凝聚，颗粒间因形成液桥而大大增强了粘结力。

液桥粘结力主要由因液桥曲面而产生的毛细压力及表面张力引起的附着力构成。

2 超细粉体颗粒分散途径 2.1 表面改性法 近年来，国内外不少研究者采用表面改性法进行超细粉体分散研究，表面该性虽然可以改善超细粉体颗粒的抗团聚性能，但由于改性颗粒表面推动了本来性质，给它的应用带来很大影响，有时甚至会产生极大的负面作用。

已经研究出了用有机溶剂收集保存纳米粒子的方法，这种方法能使纳米粒子在溶剂中的团聚大幅度降低，但不能解决在空气中的超细粉体团聚问题。

2.2 机械分散法 机械分散是指用机械力把颗粒聚团打碎，这是目前应用最广泛的超细粉体分散方法。

机械分散的必要条件是机械力(指流体的剪切力及压应力)应大于颗粒间的粘着力。

通常机械力是由高速旋转的叶轮或高速气流的喷嘴及冲击作用引起的气流强湍流运动而形成的。

这一方法主要是通过改进分散设备来提高分散效率。

机械分散较易实现，但由于它是一种强制性分散方法，相互粘结的颗粒尽管可以在分散中被打散，可是颗粒间的作用力没有改变，排出分散器后会迅速重新聚团。