不同分散剂对二氧化钛颗粒分散稳定性的影响

《二氧化钛颜料的有机包膜》来源: 上海钰通颜料有限公司TiO2 颜料的有机包膜是颜料生产的重要产品辅助设计，它直接关系到能否将产品的功能设计发挥最大的作用，很多厂家常常混淆功能设计和辅助设计各自所起到的根本作用，比如，颜料在油性和水性体系应用中的配伍性并非属于有机包膜过程完全起决定作用，有时候和颜料基料表面性质关系甚大。

虽然，有机包膜可以最大限度发挥产品的功能设计，也可以弥补产品功能设计的部分缺陷，但有机包膜辅助设计是不能替代产品功能设计的，产品的应用特性在诸多方面是基于产品的功能设计。

因此，好的颜料产品的优势特性必须两者有效结合才以充分展示。

为了提高颜料应用的亲水性和疏水性，通常在颜料表面引入分散剂，颜料分散剂大都是由性质不同的两部分组成。

—部分是由疏水亲油的碳氢链组成的非极性基团，另一部分为亲水疏油的极性基，这两部分分别处于表面活性剂分子的两端，为不对称的分子结构。

这些基团是我们选择分散剂的基本要素。

常用的疏水基团有：烷基，卤代烷基，苯基，萘基，亲水基包括羟基-OH,羧基COOH胺基NH2磺酸基SO3H等(就是以H, O元素为主的基团) ，酰胺基、磷酸基、亚磺酸基等，一般情况这些亲水基团混合使用比单独使用更好。

一、疏水作用疏水作用与氢键作用，静电作用，范德华作用同属非键作用。

非极性化合物与水混合时会形成互不相溶的两相，即非极性分子有离开水相进入非极性相的趋势，即所谓的疏水性(Hydrophobicity) ，非极性溶质与水溶剂的相互作用则称为疏水效应(Hydrophobic effect) ，非极性溶质溶于水焓的变化(DH)通常较小，有时甚至是负的，似乎是有利于溶解的；但是非极性分子进入水中会导致周围水分子呈有序化排列使熵大量降低(DS<0) ，自由能的变化(DG)最终是正值。

因此25° C时疏水效应是一种熵效应，低溶解度是由于熵的减少。

为了减少有序水分子的数量, 非极性分子有聚集在一起形成最小疏水面积的趋势, 保持这些非极性分子聚集在一起的力则称为疏水相互作用(Hydrophobic interaction) 。

纳米T iO 2粉体的分散性研究欧秀娟 杜海燕(天津大学材料学院,天津 300072)摘 要:综述了自2000年以来纳米T iO 2粉体在制备及分散性方面的研究及进展,比较了不同制备方法、分散剂及分散设备对粉体分散性的影响。

本文的主要目的是通过对影响分散的各个因素做系统的比较总结,找出合适的分散条件,为T iO 2改性等工作做好准备,得出水热合成法和微乳液法、无机与有机高分子聚电解质复合型分散体系,表面改性是最好的合成工艺过程。

提出未来纳米T iO 2分散的研究方向。

关键词:纳米T iO 2;分散性;分散剂;制备基金项目:自然科学基金(50372044).作者简介:欧秀娟(1980~),女,硕士研究生1主要从事高分子功能材料的研究1纳米TiO 2颗粒的研制是20世纪80年代后期材料科学领域研究的热点之一。

颗粒超细化导致结构变化,产生了块材不具备的表面效应、小尺寸效应、量子效应和宏观量子隧道效应,从而使其在磁性、光学、电学等方面表现出独特的性能,因而,其独特的颜色效应、光催化作用及紫外线屏蔽等功能使其在汽车工业、防晒化妆品、废水处理、杀菌、文物保护、环保等方面有着广阔的应用前景。

纳米T iO 2的优异性能很大程度上取决于粒径的大小。

由于纳米T iO 2颗粒的比表面积大,T iO 2颗粒本身的强极性和颗粒的微细化,使得纳米TiO 2颗粒不易在非极性介质中分散,在极性介质中又易于凝聚,直接影响性能发挥,会严重影响纳米T iO 2的应用及催化性能。

因此,如何克服因粒径微细化而导致的颗粒团聚现象无疑是纳米T iO 2性能持续、稳定发挥的关键所在,只有首先实现纳米T iO 2的单分散,才能对其颗粒表面进行均匀的改性。

因此,研究如何改善纳米二氧钛在水溶液中的分散是十分必要的。

本文的主要目的是对影响分散的各个因素做系统的比较总结,找出合适的分散条件,为T iO 2改性等工作做好准备。

1 制备方法对分散性的影响纳米TiO 2比表面积大,表面活性高,无毒,具有较高的化学稳定性和优良的光催化性能,广泛应用于许多领域[1,2]。

纳米TiO2在水中的分散与改性研究郑新建;马建中;鲍艳【摘要】为了使纳米TiO2能在水中良好稳定地分散,研究了分散剂的种类及用量、pH、改性剂的用量对纳米TiO2水分散体系稳定性的影响,采用重力沉降法、吸光度法、粒度法、Zeta电位法对分散与改性效果进行了分析与表征.研究结果表明:无机分散剂六偏磷酸钠(SHMP)对纳米TiO2的分散效果最好,当pH=9,SHMP用量为0.05 g时水分散体系稳定性最佳.硅烷偶联剂Z6030能有效地对纳米TiO2进行改性,其最佳用量为0.4 g,动态激光光散射(DLS)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)测试结果表明,硅烷偶联剂Z6030与纳米TiO2粒子表面的羟基相耦合或链接,以化学键的形式结合到纳米TiO2粒子表面.【期刊名称】《涂料工业》【年(卷),期】2010(040)010【总页数】5页(P15-18,23)【关键词】纳米TiO2;分散;改性;稳定性【作者】郑新建;马建中;鲍艳【作者单位】陕西科技大学资源与环境学院,西安,710021;陕西科技大学资源与环境学院,西安,710021;陕西科技大学资源与环境学院,西安,710021【正文语种】中文【中图分类】TQ620.79纳米 TiO2由于其显著的表面效应和小尺寸效应,具有较强的紫外线吸收能力和光催化杀菌能力,能赋予纳米复合材料许多独特的性能,在涂料、陶瓷、化妆品、抗菌剂、环境保护等领域的应用日益广泛,特别是对纳米 TiO2在水性涂料领域的应用更是成为近年来研究的热点[1-4]。

但是由于纳米 TiO2比表面积大,表面能高,表面张力大,具有极强的表面活性,导致纳米粒子之间以及纳米粒子与周围介质之间很容易产生相互吸引或吸附作用,从而引起团聚的发生,这严重影响了纳米T iO2的使用性能和应用范围[5-6]。

因此,如何提高纳米 TiO2的分散稳定性是发挥其特有功能的关键。

本文研究了金红石型纳米 T iO2在水体系中的分散性能,筛选了分散剂的种类,并研究了体系中分散剂的用量、pH、改性剂用量对纳米 T iO2水分散体稳定性的影响。

袁潇等:磷酸锆碟片粒径对提高二氧化钛悬浮液分散稳定性的影响文章编号：1001-9731 (2017)05-05077-0705077磷酸锆碟片粒径对提高二氧化钛悬浮液分散稳定性的影响袁潇，莫松平，陈颖，贾莉斯(广东工业大学材料与能源学院，广东省功能软凝聚态物质重点实验室，广州510006)摘要：制备纳米二氧化钦(T i02)分别和729. 6，1 004. 5，1 168. 5nm3种粒径的磷酸锆碟片（ZrP)混合纳米悬 浮液，研究了混合悬浮液的分散稳定性。

运用稳定性性分析仪，沉降实验和紫外一可见分光光度计综合分析了纳 米悬浮液的分散稳定性，并测量了混合悬浮液的粘度。

结果表明，加入Z rP碟片后，T i02悬浮液的粘度增大，稳 定性提高；3种混合纳米悬浮液的粘度相近，但Z rP粒径最小的混合悬浮液，其分散稳定性最好。

通过分析发现，3种混合纳米悬浮液中，Z rP粒径越小，颗粒团聚粒径和团聚速度越小，其原因可能是Z rP碟片的粒径越小，相同 质量浓度条件下碟片数目浓度越大，对了丨〇2的空间位阻作用越强。

关键词：纳米悬浮液；磷酸锆碟片；二氧化钛；稳定性；粘度；粒径中图法分类号：文献标识码：A DOI：10. 3969/j.issn. 1001-9731. 2017. 05. 014〇引言纳米悬浮液作为一种新型的换热工质被广泛应用 于科学研究。

纳米TiOz是一种重要的功能材料，应用 领域广阔。

将纳米T i02制成悬浮液体系，可作为光催 化剂、染料中的着色剂、防晒液中的添加剂等等[>3]。

由于纳米颗粒具有较大的比表面积和很高的比表面 能，因而悬浮在液体中的纳米颗粒很容易团聚下沉。

因此，纳米T i02悬浮液良好的分散稳定性是其研究及 应用的关键前提。

大量文献对如何提高纳米悬浮液的 分散稳定性进行了研究，常用的方法有改变超声时间 和功率[4—6]，调节P H值[7-8]，分散剂[9-11]等。

但以上方 法均有不足之处，调节范围有限，比如超声时间过长或 者功率过大会导致纳米悬浮液温度升高，布朗运动加 剧，纳米粒子进一步团聚；调节P H值过高或过低，粒 子之间的电荷平衡失去，导致纳米粒子又一次团聚；分 散剂加到一定程度，分散剂在纳米粒子表面的吸附量 达到饱和，再添加分散剂，多余未吸附的分散剂的分子 链通过桥链作用使原本分散的颗粒再团聚[12]。

[收稿日期] 2005-11-30[作者简介]曾瑞，女，工程师，主要从事无机粉体表面处理及生物高分子材料的研究，已发表多篇论文。

金红石二氧化钛粗品最佳分散条件的研究曾 瑞 （无锡豪普钛业有限公司 214194）摘 要：金红石TiO 2粗品在包膜前分散的状态决定了其包膜的均匀度，因此研究金红石粗品的最佳分散条件具有重要意义。

从机理上阐述了分散剂在TiO 2分散过程中所起的作用，采用Zeta 电位的表征方法研究了不同分散剂及分散条件对TiO 2浆料ζ电位的影响，并研究了分散剂的加入对后续包膜过程的影响。

关键词：金红石TiO 2；粗品；分散；表面活性剂；包膜中图分类号：TQ 621.1+2 文献标识码：A 文章编号：1009-1696（2006）02-0008-040 引言在金红石二氧化钛的生产工艺中，后处理技术占有非常重要的地位，在进行包膜前，必须使二氧化钛粗品颗粒形成良好的单分散状态，才能有利于后续的包膜均匀性和致密性。

因此研究如何改善金红石二氧化钛粗品在水溶液中的分散具有重要意义。

1 分散过程与分散剂的作用1.1 润湿在TiO 2水浆料中加入润湿剂，可降低固/液界面张力，减小接触角，从而提高润湿效率、润湿速度。

由于空气被载体所代替，降低了粒子间的吸引力，这样减少了在以后加工过程中分散所需能量和粒子再絮凝现象，便于以后的分散。

1.2 分散当TiO 2团聚体受到机械力作用（如搅拌等），会产生微缝，但它很容易通过自身分子力的作用而愈合。

当分散介质中有表面活性剂存在时，表面活性剂分子自动地渗入到微细裂缝中、吸附在粉体表面上，如同在裂缝中打人一个“楔子”，起着一种劈裂作用，使微裂缝无法愈合，并且在外力作用下加大裂缝或分裂成碎块。

如果表面活性剂为离子型，它吸附在固体颗粒表面上，使颗粒具有相同的电荷，互相排斥就可促进颗粒在液体中的分散。

1.3 稳定在金红石TiO 2后处理工艺中如何使粉体在水中保持稳定的分散状态非常关键。

二氧化钛的分散二氧化钛（TiO2 ）是生产涂料和清漆时的主要成本因素。

目前，每年生产约700万t二氧化钛。

在过去几年中，全球的市场价格（每t）平均上涨了约50％- 高品质产品，几乎翻了一番。

一种新技术可将在线分散技术与真空膨胀方法结合起来，以便更有效地使用TiO2。

约有60％的TiO2 用在清漆、涂料和印刷油墨的生产中，是最重要的颜料。

该颜料是白色甚至彩色色调的基础颜料。

这是必然的，因为只有将未被吸收的光谱反射出来时，彩色颜料才能被看见，TiO2有助于做到这一点。

这占了很大一部分成本。

据计算，根据应用领域，TiO2 约占了25％~40％的制造成本。

欧洲人以前是TiO2的最大消费者，但这种情况已经发生了变化。

目前，亚洲（主要是中国）使用的TiO2 最多。

在那里，一家工厂的乳胶漆产量相当于全德国所有涂料生产厂的总产量。

间隔距离要恰当TiO2 颗粒非常细。

该颜料的单颗粒的粒径仅为约200~400 纳米。

其最重要的特性是可以使光线发生弯曲、衍射和反射–简而言之：它们能散射入射光。

光的波形特征使得每个单独的粒子以球体的方式将光散射，该球体大约是粒子大小的两到三倍。

如图1 附聚的TiO2 颗粒会阻止光散射能力果两个粒子之间的距离足够小，使得该活性球体重叠，那么这两个粒子合在一起的光散射会略高于单个粒子的光散射（图1）。

结论：粒子之间的空间太小会降低光散射效果。

TiO2颗粒会产生附聚，粘在一起。

此外，大多数水性清漆和涂料的pH值接近二氧化钛的等电点–这进一步增加了这种趋势。

必需使用分散助剂进行解附聚和后续的稳定化处理。

各个颗粒之间必须彼此保持均匀的最佳距离，以产生最大的光散射。

正确的分散在真空膨胀下的分散方法旨在分离颗粒，破坏附聚物，并防止再出现附聚。

甚至在分散附聚物的作用中断了，也需要使用分散助剂来确保分散体的稳定性。

要使二氧化钛实现最佳的分散，需要采用现代分散技术和最佳的分散助剂，并且，在同一台机器上适时提供足够的助剂量。

纳米二氧化钛分散的阶段
摘要：
一、初级分散阶段
二、中级分散阶段
三、高级分散阶段
正文：
纳米二氧化钛（TiO2）作为一种重要的纳米材料，在环保、催化、能源等领域具有广泛的应用前景。

然而，纳米二氧化钛的团聚现象会严重影响其性能的发挥。

因此，分散是纳米二氧化钛研究和应用中的关键问题之一。

纳米二氧化钛的分散过程可以分为三个阶段：初级分散阶段、中级分散阶段和高级分散阶段。

一、初级分散阶段
初级分散阶段主要是通过物理手段将纳米二氧化钛颗粒分散在液体介质中。

这一阶段的关键在于选择合适的分散剂和分散方法。

常见的初级分散方法包括超声波分散、搅拌分散和研磨分散等。

初级分散剂主要有表面活性剂、聚合物和无机盐等。

二、中级分散阶段
中级分散阶段主要是通过化学手段进一步降低纳米二氧化钛颗粒之间的相互作用，从而提高其分散性能。

这一阶段的关键在于选择合适的化学方法和化学试剂。

常见的中级分散方法包括添加络合剂、表面改性剂和调节pH值等。

三、高级分散阶段
高级分散阶段主要是通过物理和化学手段对纳米二氧化钛进行表面修饰，从而提高其分散稳定性和性能。

这一阶段的关键在于选择合适的表面修饰方法和修饰剂。

常见的高级分散方法包括表面接枝、表面包覆和表面沉淀等。

修饰剂主要有聚合物、有机硅和无机物等。

总之，纳米二氧化钛的分散过程是一个复杂的过程，需要综合运用物理、化学和表面修饰等手段。

Al2O3悬浮液分散稳定性的影响因素刘兵;彭超群;王日初;王小锋;王志勇;李婷婷【摘要】研究分散剂聚丙烯酸铵(NH4PAA)加入量、pH值、固相体积分数、球磨时间和离子强度对Al2O3陶瓷悬浮液黏度和沉降高度的影响.结果表明：分散剂加入量、pH值、固相体积分数、球磨时间和离子强度均对悬浮液的分散稳定性有显著影响.当分散剂加入量为0.8%(质量分数)、pH为9.5、固相体积分数为50%、球磨时间为24 h时、离子强度为0时，悬浮液的黏度和沉降高度达到最小值，分散稳定性达到最佳.【期刊名称】《中国有色金属学报》【年(卷),期】2012(000)010【总页数】6页(P2833-2838)【关键词】Al2O3;悬浮液;黏度;沉降高度;分散剂;pH值【作者】刘兵;彭超群;王日初;王小锋;王志勇;李婷婷【作者单位】中南大学材料科学与工程学院,长沙 410083;中南大学材料科学与工程学院,长沙 410083;中南大学材料科学与工程学院,长沙 410083;中南大学材料科学与工程学院,长沙 410083;中南大学材料科学与工程学院,长沙 410083;中南大学材料科学与工程学院,长沙 410083【正文语种】中文【中图分类】TG17420世纪90年代初期，美国橡树岭国家重点实验室(Oak Ridge National Laboratory，ORNL)的 OMATETE等[1]发明了一种新型的陶瓷成型技术—凝胶注模成型。

该技术将传统的陶瓷工艺与高分子化学巧妙地结合在一起，是一种新型制备复杂形状陶瓷件的近净尺寸成型技术[2]。

实现凝胶注模成型工艺的前提和关键是制备出高分散性、高稳定性和高固相含量的陶瓷粉体悬浮液[3]。

超细陶瓷粉体在液相介质中的分散体系属于典型的多相体系，具有较高的界面能，这是引起悬浮液热力学不稳定性的主要原因。

另外，粉体颗粒的密度通常高于液相介质的密度，重力场会引起悬浮液的动力学不稳定性，这些不稳定的因素都将导致悬浮液中的粉体颗粒团聚而最终沉降[4]。

第21卷　第4期合　成　纤　维　工　业 V o l.21　No.4　　1998年8月 CHINA SYNTHE TIC FIBER INDUS TRY Aug .　1998　 收稿日期1997-08-25;修改稿收到日期1997-12-03。

作者简介见1997年第1期。

　*孟家明现为美国热电仪器系统集团能谱部工程师。

二氧化钛悬浮液分散性研究任夕娟　孟家明*(仪征化纤股份有限公司产品技术开发中心,江苏,211900)摘　要:应用粒度仪和电子显微镜研究了二氧化钛的分散性、浆料的稳定性及二氧化钛在聚酯切片中的形状。

结果表明:二氧化钛的分散性与分散介质及电解质有关;聚酯切片中的凝结粒子通常是由二氧化钛粒子无规则的团聚而成。

主题词:二氧化钛　分散性　粒径 聚酯切片纺丝时,其凝聚粒子在纺丝加工过程中易产生断丝、毛丝、缠辊、纺丝组件压力上升异常,组件更换周期缩短、疵点增加[1]等问题。

而切片中凝聚粒子的产生部分是由于二氧化钛在其悬浮液中分散性不好造成的。

因此对二氧化钛的分散性研究,对于控制凝聚粒子的产生有着重要意义。

本文应用粒径分布测定仪对二氧化钛悬浮液不同配制工艺及其在不同分散剂中的分散性能和悬浮液的稳定性进行了研究;并利用扫描电镜和透射电镜对相应切片中的凝聚粒子分布和形状进行了观察。

1　实验1.1　二氧化钛悬浮液配制仪征化纤股份有限公司聚酯生产装置A 单元和B 单元具有不同的二氧化钛浆料配制系统,分别在A 、B 单元配制槽中配成50%的二氧化钛浆料,分散并经二次球磨后,A 单元稀释成10%的悬浮液,静置8～16h 后放入反应系统(1#样品),B 单元稀释成25%的悬浮液,静置5h 后放入反应系统(2#样品)。

1.2　二氧化钛分散性实验二氧化钛的粒径和粒径分布用日本岛津SA-CP3离心式粒度仪测定。

样品经水,乙二醇,水+六偏磷酸钠分散剂稀释,选用离心方式,加速120r/m in,最大转速5000r /min 。

PYD—01分散剂在二氧化钛粗品分散体系中的应用研究开展PYD-01替代硅酸钠、单异丙醇胺等分散剂的研究，进行PYD-01分散剂不同配比的工业试验，论证PYD-01分散剂在二氧化钛粗品分颜料散体系中的最佳加入量以及PYD-01对废水中氨氮含量影响。

以确保二氧化钛的分散体系高含量、低黏度的稳定运行，达到较佳的分散效果。

标签：二氧化钛；分散剂；分散效果引言二氧化钛是一种重要的化工原料，是目前工业领域中最好的白色颜料。

广泛应用于涂料、塑料、油墨和造纸等工业领域[1]。

在硫酸法金红石钛白粉生产雷蒙制浆过程中，常用的分散剂通常用六偏磷酸钠、单异丙醇胺和氢氧化钠等单配或复配而成[3]。

其加入量为3‰，料浆浓度为500～550g/L，黏度为350～450cP。

在此基础上提高料浆浓度，则黏度迅速增大影响浆料的分散，进而影响包膜质量和产品质量。

因此，通过工业试验论证二氧化钛粗品的分散体系高固含量、低黏度的稳定运行，确定PYD-01分散剂在二氧化钛粗品分散体系中的最佳加入量。

对提高产品产量和质量、减少废水中氨氮含量，降低生产运行成本都具有重要的意义。

1 工业试验部分1.1 试验原理及目的二氧化钛颜料分散稳定的机理是DLVO理论。

DLVO理论的基础是颜料胶体粒子带电，形成双电层，由于电荷斥力，构成了分散体系的稳定性[2]。

PYD-01是一种中等模量的阴离子钠盐共聚物。

与带阳离子的二氧化钛粒子相互吸引（二氧化钛粒子由于吸引被斥开），使体系处于分散的稳定状态。

PYD-01作为分散剂用于高固含量、低黏度的钛白分散体系并保持体系的稳定，有利于后续的砂磨分散和表面处理工序运行。

同时，PYD-01本身不含氨氮，替代单异丙醇胺作为分散剂，可以降低废水中的氨氮含量，更有利于环保工作。

1.2 检测设备pH计（型号：DELTA320，梅特勒-托利多）；黏度计（型号：Ku-2，美国博力飞）；在线氨氮分析仪（型号：RENQI，昆仑测控）；天平及量筒等器具。