分散剂在液相反应阶段解决粉体团聚的原理

【技术】粉体颗粒在液相中的分散过程浅析分散的实质就是使颗粒在一定环境下分离散开的过程。

1在超细粉体的制备过程中，“粉碎与反粉碎”过程实际就是粉碎过程中新生粒子的分散和团聚问题，它对最终产品的细度起到至关重要的作用。

2在粉体制备行业，粉体分散性的好坏直接影响着分级效果和分级产品的细度及均匀性；另外，分散性对粉体的输送、混合、均化和包装的作用也不容忽视。

3在化工领域，如涂料、染料、油墨、化妆品等，分散及分散稳定性直接影响着产品的质量和性能；4在材料科学领域，某种元素(物质)在材料机体中的分散程度决定了材料的性能和质量。

研究表明，材料的损坏断裂和腐蚀等主要是发生在材料的不均匀处及缺陷处。

组成材料的不同组分的分散程度越高，材料的性能越好。

总之，在许多领域，分散已成为提高产品质量和性能以及提高工艺效率不可或缺的技术手段。

一、颗粒在液相中分散过程超细粉体的分散介质通常为气体和液体。

而本文只对超细粉体在液体中的分散进行论述。

颗粒分散过程分为四个阶段：1、掺合，2、浸润，3、颗粒群(团粒和团块)的解体，4、已分散颗粒的絮凝。

事实上粉体在液体中的分散过程本质上受两种基本作用的支配：1.液体对粉体颗粒的影响，即粉体颗粒与液体的作用——浸湿；2.液体中粉体颗粒之间的相互作用。

粉体颗粒在液体中分散机理也就是浸湿和在液体中粉体颗粒之间的相互作用。

下面来讨论粉体颗粒在液体中的分散过程。

1、浸湿粉体颗粒被液体浸湿的过程实际上就是液体和气体之间争夺粉体表面的过程。

这关键取决于粉体表面与液体的极性差异。

粉体颗粒被液体浸湿的过程主要是颗粒表面的润湿性。

浸湿性能通常用润湿接触角θ来度量。

润湿接触角θ的表达式如下所示：具有完全润湿性的颗粒，它们没有接触角，很易被液体浸湿。

不完全润湿粉体(0<>它们能否被液体浸湿取决于颗粒的密度及粒度，密度及粒度足够大，颗粒将被浸湿到液体中。

流体动力学条件对粉体的浸湿也有重要的作用，提高液体湍流强度可降低粉体的浸湿粒度。

分散剂对粉末团聚的影响郭宝会【摘要】The effects of dispersant agents such as alcohol and stearinic acid on the agglomeration powders were studied by Scanning Electron Microscopy (SEM) according to the main mechanisms of both hard and soft agglomeration for the powders in this paper. The results show that the alcohol can reduce the agglomeration partially, however, the stearinic acid can reduce the agglomeration completely.%从硬团聚和软团聚形成的机理出发,通过扫描电镜(SEM)分析方法,探究分散剂酒精和硬脂酸分别对多元成分粉末的团聚作用的影响,发现利用酒精作分散剂时,可以部分减少粉末团聚,但利用硬脂酸作分散剂时,可以大大减少粉末团聚.【期刊名称】《河南科学》【年(卷),期】2012(030)007【总页数】3页(P871-873)【关键词】粉末团聚;硬团聚;软团聚;形成机理;分散剂【作者】郭宝会【作者单位】渭南师范学院物理与电气工程学院,陕西渭南714000【正文语种】中文【中图分类】TQ336在整个粉末材料行业中，粉末团聚问题一直以来备受关注，这是因为粉末材料是各类材料深加工的最重要原料之一，对各类粉体冶制品的质量性能有着至关重要的影响[1-2]，其物化性能和组织结构在很大程度上决定了后续加工产品的特性、质量特征以及最终的性能；但有害的团聚会使超细粉体重新聚集成较大颗粒，形貌不一，甚至出现烧结态[3-4].目前，如何使粉末的尺寸达到要求，流动性较好且不团聚，这是大家所追求的目标.到底问题的症结所在何处？不同的材料有其自己的特点，但粉末团聚在粉末材料中普遍存在，是粉体的固有特征,粉末越细，团聚越明显[5-6].本文针对性地提出了解决粉末团聚问题的措施.探究了分散剂酒精和硬脂酸对多元成分合金粉末团聚的影响规律.选择纯度均大于99.99%的纯Ti、Si和Al 3种材料，在高能球磨机上分别对该3种材料进行10，20，30，40 h球磨，其转速为200 r/min.分别对比未加分散剂、和添加酒精和硬脂酸3种情况下粉末的团聚现象.经X衍射实验检测各种球磨下均未形成化合物. 采用扫描电镜（SEM）测试了各种情况下的组织形貌.图1为该粉末在10，20，30，40 h时转速为200 r/min时扫描电镜图像.10 h时的粉末成大片状，片与片之间间隙较小，颗粒分布范围较宽，颗粒团聚现象不多，20 h以后团聚现象加重，大片渐变为颗粒状，并出现形核，核长大.颗粒间的间隙也较明显.可以看出，随时间变化团聚在加重，颗粒间由于吸引力的存在团聚成较大颗粒状，颗粒分布极不均匀.图2扫描电镜图像分析知，用酒精处理后10 h时颗粒较均匀，团聚体明显的消除，表面形貌较好，粒径分布范围较窄，但随着时间的延长颗粒团聚急剧加重，形成了再次团聚，颗粒变大，颗粒间的间隙很明显，甚至出现了很大的团聚体，严重影响了其物化性质，不便再次深加工.分析其原因，由于酒精易挥发，用酒精处理后的粉末放置时间长了，使酒精挥发，失去分散剂的作用，易吸附空气中的O2、CO2等，引起二次团聚的形成，且比以前更为严重.图3扫描电镜图像看出，用硬脂酸处理后10 h时颗粒较均匀，团聚体有一定程度的消除，大的团聚体仍然存在，颗粒间间隙较大.但随时间变化，到40 h时颗粒粒径均匀分布，并且较前面的颗粒发亮，间隙也变小，团聚体几乎消除，粉体呈球磨颗粒状规则形貌，这是我们所要的最终效果.将未用分散剂处理的粉体的图谱和数据与使用酒精处理后的实验结果进行对比，可知分散剂酒精可以处理粉末团聚问题，但不持久不彻底，酒精会挥发，即分散剂的使用量在变化，这对分散剂解聚的影响是一个关键因素，对于不同的粉末，相同的分散剂用量不同，解聚效果也不一样，这有待我们在实际生产中进一步探究.将未用分散剂处理的多组元粉体的图谱和数据与使用硬脂酸处理后的实验结果进行对比分析可知，硬脂酸是处理Ti、Si和Al等金属粉体的一种很好的分散剂.将使用酒精处理的多组元粉体实验结果与使用硬脂酸处理后的实验结果进行对比分析可知，由于酒精易挥发，易与空气中的O2、CO2等作用，硬脂酸比酒精消除粉末团聚的效果好.用硬脂酸处理后的粉体颗粒形貌清晰可辩，无粗大颗粒，聚集颗粒粒径分布范围理想.通过分散剂对粉末团聚的研究分析可以得出以下结论：1）利用酒精作为分散剂时，在球磨粉磨时间不长时，团聚现象不严重，随着球磨时间的延长，出现比较明显的团聚现象；2）利用硬脂酸作为分散剂时，粉末团聚现象大大减少，说明本合金粉末较好的分散剂为硬脂酸.【相关文献】［1］李召好，李法强，马培华.超细粉末团聚机理及其消除方法［J］.盐湖研究，2005，13（1）：31－36.［2］唐浩林，潘牧，赵修建.溶胶凝胶法制备a－Al2O3纳米材料团聚控制研究新进展［J］.材料导报，2002，16（9）：44－55.［3］Maskar A，Smith D M.Agglomeration during the drying of fine silica powders.part ii：the role of particle solubility［J］.Journal of the Ameri Call Ceramic Society，1997，80（7）：1715－1722.［4］Jones S L.Dehydrat ion of hydrous zirconia［J］.J Am Ceram Soc，1988，71（4）：190－191.［5］Sigmund W M.Novel powder－processing methods for advanced ceramics［J］.J Am Ceram Soc，2000，83（7）：1557－1574.［6］王觅堂，李梅，柳召刚，等.超细粉体的团聚机理和表征及消除［J］.中国粉体技术，2008，3：6－7.。

分散剂的作用原理
分散剂是一种在化工生产和加工过程中广泛应用的助剂，它可以有效地改善固体颗粒或液滴的分散性能，使其在液体介质中均匀分散。

分散剂的作用原理主要包括表面活性剂作用、电荷斥力作用和机械作用三个方面。

首先，分散剂的表面活性剂作用是其作用原理之一。

表面活性剂是一类具有亲水性和疏水性基团的化合物，它可以在固体颗粒或液滴表面形成一层薄膜，使其与介质相互作用，减小表面张力，从而使颗粒或液滴更容易分散在介质中。

这种表面活性剂作用可以有效地改善固体颗粒或液滴的分散性能，使其不易聚集成团。

其次，分散剂的电荷斥力作用也是其作用原理之一。

在分散剂的作用下，固体颗粒或液滴表面会带上电荷，形成一个电二重层结构。

当颗粒或液滴之间的电荷相互斥力大于吸引力时，它们会相互排斥，从而保持在介质中的分散状态。

这种电荷斥力作用可以有效地阻止颗粒或液滴发生聚集，保持其分散状态。

最后，分散剂的机械作用也是其作用原理之一。

分散剂可以通过机械作用，如搅拌、剪切等方式，将固体颗粒或液滴分散在介质中。

通过机械作用，分散剂可以克服固体颗粒或液滴之间的相互吸引力，使其保持分散状态。

这种机械作用可以有效地改善固体颗粒或液滴的分散性能，使其均匀分散在介质中。

综上所述，分散剂的作用原理主要包括表面活性剂作用、电荷斥力作用和机械作用三个方面。

通过这些作用原理，分散剂可以有效地改善固体颗粒或液滴的分散性能，使其在介质中均匀分散。

在化工生产和加工过程中，分散剂的应用可以提高产品质量，提高生产效率，降低能耗，具有广阔的应用前景。

固体催化剂分散剂是一种用于将固体催化剂分散于液体介质中的助剂。

其作用是使催化剂在液体介质中均匀分散，增加催化剂与反应物的接触面积，提高反应效率。

固体催化剂分散剂通常具有以下作用：
防止催化剂颗粒团聚：催化剂分散剂可以吸附在催化剂表面，增加催化剂颗粒间的斥力，防止颗粒团聚，保持催化剂分散体系的稳定性。

促进催化剂在液体介质中的均匀分散：催化剂分散剂可以与液体介质形成良好的润湿性，降低液-固之间的界面张力，使催化剂在液体介质中易于均匀分散。

提高反应效率：催化剂分散剂可以使催化剂与反应物充分接触，增加反应物的传递速率和利用率，从而提高反应效率。

固体催化剂分散剂的种类很多，按照制备原料的不同可分为无机类、有机类和高分子类。

不同种类的催化剂分散剂具有不同的性质和作用机理，需要根据具体的催化体系和反应条件进行选择。

总之，固体催化剂分散剂是工业催化中重要的助剂之一，可以提高催化剂的分散性和稳定性，促进催化反应的进行。

分散剂的原理与应用1. 分散剂的定义分散剂，又称分散剂料，是指能够将固体颗粒均匀分散在流体介质中的物质。

它能够改变固体颗粒的表面特性，使其具有较好的分散性，从而有效减少固体颗粒的聚集和沉淀现象。

2. 分散剂的原理分散剂的主要原理是通过改变固体颗粒的表面性质，使其具有电离或极性，从而形成静电或极性吸附作用，阻止颗粒之间的相互吸引力，使其保持均匀的分散状态。

具体包括以下几个方面的原理：2.1. 电离作用分散剂中的活性基团在溶液中能够解离成为离子，这些离子能够吸附在固体颗粒表面，形成电离层，从而具有较大的静电斥力，有效阻止固体颗粒的聚集和沉淀。

2.2. 极性吸附作用分散剂分子中的极性基团能够与固体颗粒表面的极性基团进行吸附作用，形成极性层，从而使颗粒之间的相互作用变为吸引力，有效减少固体颗粒的聚集和沉淀。

3. 分散剂的应用分散剂在众多领域中有着广泛的应用，下面列举了一些常见的应用领域：3.1. 涂料行业在涂料行业中，分散剂广泛用于颜料分散、增稠和流变控制等方面。

它能够促进颜料的均匀分散，提高涂料的色彩均匀度和光泽度，同时还能够调节涂料的流变性能，使其更易于施工和应用。

3.2. 印刷和染料行业在印刷和染料行业中，分散剂被广泛用于颜料的分散和稳定。

它能够减少颜料颗粒的聚集和沉淀，保持颜料的分散状态，从而提高印刷品和染料的色彩均匀度和色牢度。

3.3. 陶瓷行业在陶瓷行业中，分散剂被用于陶瓷浆料的制备。

它能够改善陶瓷浆料的粘度和流变性能，使其易于施工和成型；同时还能够提高陶瓷制品的致密度和光泽度。

3.4. 农药行业在农药行业中，分散剂被广泛用于农药的悬浮剂制备。

它能够将农药颗粒均匀分散在水中，提高农药的稳定性和作用效果，从而提高农作物的防治效果和产量。

3.5. 胶粘剂行业在胶粘剂行业中，分散剂常用于胶黏剂的稳定和流变控制。

它能够改善胶黏剂的粘度和黏附性，使其易于施工和粘合，提高胶黏剂的性能和使用效果。

4. 总结分散剂是一类能够将固体颗粒均匀分散在流体介质中的物质。

分散剂如何解决碳化硅粉体软硬团聚的问题的近年来，随着碳化硅材料的飞速发展，人们对碳化硅的要求已进入纳米范围。

由于独特的尺寸，纳米碳化硅在电学、光学、化学、机械等方面表现出惊人的优势，纳米颗粒被广泛应用于各个领域。

1.碳化硅粉体分散的原理由于纳米粉体特殊的表面结构和表面作用能，纳米碳化硅颗粒在生产和运输的过程中表面易被污染而发生黏附和团聚，使其颗粒粒径变大，以至于失去纳米特性，降低材料的性能。

因此，控制纳米粉体团聚已成为研制高性能纳米粉体的一项关键技术。

消除团聚主要有物理和化学两种方法，大量的团聚都采用后者进行分散，因为随着纳米粒子尺寸越来越小，团聚体越来越顽固，其中表面化学修饰和分散剂分散成为主流。

而碳化硅团聚分为：软团聚和硬团聚。

软团聚是由静电力和范德华力作用形成的，由于作用力较弱，可以通过化学作用和施加机械力，这样子很容易达到分散效果。

化学键作用理论是产生硬团聚的主要原因，并且由于化学键的作用，硬团聚在分散过的过程中很难被破坏。

那么软团聚如何分散，硬团聚如何分散呢？2.软团聚的分散软团聚由于形成机理简单，离子键的作用力较弱，采用物理分散方法就可以对纳米颗粒软团聚进行分散，其中主要有超声分散和机械分散。

3.硬团聚的分散碳化硅表面的电荷是由于硅醇的分解而产生的，在合成碳化硅粉体的过程中，纳米粉体表面被氧化层，这氧化层与碳化硅表面的化学特性非常相似，将这些粉体分散水中时，硅层与水混合，在碳化硅粉体表面形成硅醇层，因此很难被分散开，但是可通过酸洗，出去碳化硅表面的氧化层及其它杂志，以便更好地吸附分散剂，形成一层包覆层，让碳化硅均匀分散于浆料当中。

基于纳米碳化硅及其复合材料的器件越来越多，随着纳米碳化硅粒径的不断减小，器件性能大幅度地提高，尽管如此，纳米碳化硅材料还面临着一些必须解决的问题，因此在着眼于纳米碳化硅表面特性分析，以期获得更加有效的新型分散剂，达到最佳的效果。

分散剂的作用原理和作用过程分散剂是一种常用的化学添加剂，它具有将固体颗粒分散到液体介质中，以防止颗粒沉积和凝集的能力。

其作用原理和作用过程如下：作用原理：分散剂通过在颗粒表面形成一层电荷带，产生静电作用力，从而阻止颗粒之间的相互吸引力和聚集力。

分散剂的分散效果主要由三个因素决定：静电作用力、空间位阻和吸附力。

静电作用力：当分散剂溶解于液体中时，其分子或离子会与溶液中的电离质（如水分子）发生相互作用，形成静电作用力。

分散剂分子带正电荷或负电荷，与颗粒表面带有相反电荷的电离质相互作用，形成静电屏障，阻止颗粒之间的相互吸引力和聚集力。

空间位阻：分散剂分子的空间位阻效应也能阻止颗粒的凝聚。

当液体中存在分散剂时，分散剂分子会在颗粒表面形成一层分子吸附层，其分子之间相互排斥，类似于球体的排列，从而阻碍颗粒的相互靠近。

吸附力：分散剂分子或离子可以通过静电作用力与颗粒表面产生覆盖吸附。

分散剂分子在溶液中可以吸附在颗粒表面，形成吸附层，从而增加颗粒表面电荷，改变颗粒表面的性质，进一步阻止颗粒的凝聚。

作用过程：分散剂在溶液中的作用过程主要包括吸附、扩散和稀释三个阶段。

吸附阶段：当分散剂加入溶液中时，其分子或离子会被吸附在颗粒表面，形成分子吸附层或离子吸附层。

分散剂分子通过与颗粒表面相互作用，改变颗粒表面能，形成静电屏障，从而阻止颗粒的凝聚。

扩散阶段：吸附后，分散剂分子会通过分子间的扩散作用，将颗粒表面的电荷传递到溶液中，从而形成电双层。

在电双层的作用下，颗粒之间的相互作用力减小，实现颗粒的分散。

稀释阶段：当分散剂的浓度逐渐增加时，分散剂的效果逐渐增强。

在高浓度下，分散剂形成的电双层更加稳定，颗粒之间的静电作用力更强，从而分散效果更好。

然而，在过高浓度下，分散剂分子之间的空间位阻效应会增加，导致分散剂分子之间发生凝聚，形成倒逼凝聚，从而使得分散剂的效果减弱。

综上所述，分散剂通过静电作用力、空间位阻和吸附力来阻止颗粒的凝聚和沉积，实现颗粒在液体中的分散。