中國(guó)粉體網(wǎng)訊 現(xiàn)今，粉體技術(shù)已朝著納米化、窄粒徑分布的方向發(fā)展，但是由于超細(xì)粉體的表面積較大、表面能較高，粉體顆粒之間會(huì)發(fā)生互相吸引，極易引發(fā)粉體團(tuán)聚，從而嚴(yán)重影響制品的性能，因此，分散問(wèn)題越來(lái)越成為超細(xì)粉體研究中的一個(gè)關(guān)鍵核心技術(shù)。
1、粉體的分散方法有哪些
依照粉體團(tuán)聚形成的原因，可將粉體的聚團(tuán)現(xiàn)象大致分成軟團(tuán)聚和硬團(tuán)聚兩大類(lèi)。粉體的軟團(tuán)聚是粉體顆粒間的靜電力和范德華力共同作用形成的，較容易分散；而硬團(tuán)聚經(jīng)過(guò)很多科學(xué)工作者的研究認(rèn)為，它主要是由化學(xué)鍵作用形成的，所以較難分散。
針對(duì)超細(xì)粉體團(tuán)聚現(xiàn)象，可以把粉體的分散方法分成物理分散方法和化學(xué)分散方法兩大類(lèi)。其中物理分散方法主要解決粉體的硬團(tuán)聚，主要有：超聲分散方法、機(jī)械分散方法、靜電分散方法、干燥分散方法等。而化學(xué)分散對(duì)粉體的軟團(tuán)聚起到了明顯的改善作用，方法主要有：分散劑法、表面改性法。
總體而言，超聲法用于超細(xì)粉體的分散雖然可以獲得理想的分散效果，但是，其分散液的分散穩(wěn)定性多半較差，并且超聲分散能耗較大，因成本因素不易大規(guī)模應(yīng)用，目前僅在實(shí)驗(yàn)室中使用。
機(jī)械分散法因操作簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)是目前最常用的超細(xì)粉體分散方法之一。但其也存在一些顯著的缺點(diǎn)，以球磨法為例來(lái)說(shuō)，其最大的缺點(diǎn)就是在研磨過(guò)程中，物料、磨球與球磨罐之間的劇烈撞擊導(dǎo)致磨損很大，磨損的材料進(jìn)入漿液并變成難以除去的雜質(zhì)，這對(duì)漿液的純度產(chǎn)生不利影響。此外，在某些特定情況下，球磨過(guò)程還會(huì)改變粉體的物理化學(xué)性質(zhì)。例如，增加晶格不完整性，形成表面無(wú)定形層等。
因此，單一的物理分散，在應(yīng)用中總會(huì)受到種種限制，并不能達(dá)到理想的分散效果。通常在實(shí)際應(yīng)用中還需要結(jié)合化學(xué)方法以達(dá)到更好的分散效果。采用化學(xué)方法分散粉體顆粒的主要方式有兩種，一種是向懸浮液中添加分散劑。分散劑促進(jìn)顆粒分散的作用機(jī)理是其在粉體顆粒表面吸附，改善顆粒與介質(zhì)的相容性，從而改變顆粒和介質(zhì)，顆粒和顆粒之間的相互作用，增加顆粒之間的排斥力，阻礙顆粒之間的團(tuán)聚。在使用分散劑時(shí)需要注意分散劑的種類(lèi)、使用量、加入方式等。
另一種是對(duì)粉體顆粒進(jìn)行表面改性，將與液相溶劑具有較好相容性的有機(jī)分子通過(guò)化學(xué)反應(yīng)嫁接在粉體顆粒表面，以改變粉體表面性質(zhì)，達(dá)到穩(wěn)定分散的效果。相對(duì)于物理方法來(lái)說(shuō)，化學(xué)法通常具有更好的分散穩(wěn)定性。在實(shí)際生產(chǎn)中，物理方法和化學(xué)方法經(jīng)常結(jié)合使用，利用物理方法解團(tuán)聚，然后使用化學(xué)方法來(lái)穩(wěn)定漿料，可以實(shí)現(xiàn)更好的分散效果。
2、粉體分散效果如何表征
（1）粒徑表征
顆粒在液體中分散形成懸浮體系，顆粒粒度越小，且隨時(shí)間變化越穩(wěn)定，可視為其分散性越好，不易團(tuán)聚。粒度表征通常用于表征表面改性前后的顆粒分散性。顆粒的分散性越好，顆粒粒度分布越接近單分散顆粒；相反地，顆粒分散性越差，顆粒尺寸分布趨于從單分散顆粒移動(dòng)到較粗顆粒。
（2）電鏡表征
掃描電鏡法是最直觀的一種表征顆粒在液體體系中的存在狀態(tài)的方法。將顆粒在液相中分散后，取適量懸浮液滴入掃描電鏡載物臺(tái)，烘干后在電子顯微鏡下觀察，拍照，可比較出分散性的好壞。
（3）Zeta電位
Zeta電位是顆粒沿滑移面做相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，顆粒與溶液之間的電位差。動(dòng)電位為零時(shí)所對(duì)應(yīng)的溶液pH值稱(chēng)之為“等電點(diǎn)”。顆粒表面的ζ電位值以及其等電點(diǎn)是研究顆粒分散與團(tuán)聚行為的重要參數(shù)。近年來(lái)，有人采用顆粒表面ζ電位作為評(píng)價(jià)顆粒在水中分散穩(wěn)定性的標(biāo)準(zhǔn)。通常認(rèn)為分散體系中顆粒表面ζ電位絕對(duì)值在30mV以上時(shí)，分散體系為穩(wěn)定體系，且ζ電位的絕對(duì)值越大，分散體系穩(wěn)定性越好。
（4）重力沉降
沉降法是一種通過(guò)測(cè)定懸浮體系中固體顆粒在重力作用下的沉降體積和沉降速度來(lái)確定分散體系穩(wěn)定性的方法。在重力作用下，經(jīng)過(guò)一定的靜置時(shí)間后，沉降顆粒越多，則表明分散性差；相反的沉降顆粒越少，則表明分散性好。但是由于沉降體積法耗用時(shí)間較長(zhǎng)，所以一般采用測(cè)定沉降速率的方法。沉降速率的測(cè)量方法一般用紫外分光光度計(jì)測(cè)定懸浮體系的吸光度隨時(shí)間的變化，再將吸光度值折算成懸浮液中顆粒濃度一次評(píng)價(jià)懸浮體系中的顆粒的分散穩(wěn)定性。
評(píng)價(jià)分散性的方法很多，使用時(shí)可以根據(jù)自身的試驗(yàn)條件來(lái)選用評(píng)價(jià)方法。由法國(guó)Formulaction公司生產(chǎn)的、具有革命性創(chuàng)新意義的Turbiscan多重光散射儀，在測(cè)量高濃度漿料的樣品時(shí)，不需要稀釋?zhuān)恍枰衅茐男缘碾x心手段處理，就可以直接測(cè)量，得到最真實(shí)的顆粒存在狀態(tài)信息。
Turbiscan多重光散射儀采用多重光散射原理，即散射光強(qiáng)度是直接取決于分散相的濃度(體積百分?jǐn)?shù))和平均直徑(或是粒子/微滴/氣泡的平均直徑)。該儀器是由一個(gè)脈沖式的近紅外光源 (波長(zhǎng)880nm )和兩個(gè)同步的檢測(cè)器組成：透射光檢測(cè)器是用于研究透明清澈的產(chǎn)品，背散射光檢測(cè)器是用于研究高濃度的產(chǎn)品。檢測(cè)探頭對(duì)樣品進(jìn)行垂直掃描，在55mm長(zhǎng)度上每40微米采集一個(gè)透射光和背散射光光強(qiáng)信號(hào)，編輯其測(cè)量次數(shù), 然后沿著樣品不斷重復(fù)掃描, 就得到一張表征產(chǎn)品穩(wěn)定性或不穩(wěn)定特征的指紋圖譜。為研究顆粒和顆粒之間的相互作用，提供有力的工具。
據(jù)悉，擁有Turbiscan多重光散射儀的Formulaction創(chuàng)立于1994年7月，總部設(shè)在法國(guó)圖盧茲，自成立以來(lái)，其不斷進(jìn)取，先后開(kāi)發(fā)研制出多款專(zhuān)利技術(shù)，并在最高規(guī)格的儀器展美國(guó)匹茲堡國(guó)際儀器展覽會(huì)多次獲獎(jiǎng)，還榮獲法國(guó)科技雜志《 L’Usine Nouvelle 》頒發(fā)的創(chuàng)新科技獎(jiǎng)。
Turbiscan多重光散射儀如何應(yīng)用于粉體分散性評(píng)價(jià)當(dāng)中？3月11日，來(lái)自北京朗迪森科技有限公司的何羽薇總經(jīng)理將走進(jìn)粉體公開(kāi)課直播間，現(xiàn)場(chǎng)為大家詳細(xì)講解這一問(wèn)題。在獲得分散性?xún)?yōu)質(zhì)粉體的道路上，Turbiscan多重光散射儀將會(huì)助您一臂之力！
加主持人微信，加入直播討論群：尚經(jīng)理18669920868（備注：粉體公開(kāi)課）
【專(zhuān)家簡(jiǎn)介】
何羽薇，有20余年顆粒和表面化學(xué)研究經(jīng)驗(yàn)。專(zhuān)注陶瓷、化妝品、食品、涂料、墨水等行業(yè)分散體系穩(wěn)定性研究，在上述行業(yè)有豐富的實(shí)操經(jīng)驗(yàn)。研究方向集中在使用多重光散射技術(shù)，從表面化學(xué)、顆粒間相互作用入手，進(jìn)行粉體分散機(jī)理的研究，為粉體使用客戶提供從原料篩選、配方評(píng)價(jià)和工藝控制等方面的技術(shù)支持，同時(shí)為粉體的生產(chǎn)企業(yè)提供粉體制備配方和工藝控制等方面的技術(shù)支持。
參考來(lái)源：
楊永康等.超細(xì)粉體在液體中的分散
姚瑤.超細(xì)SiC粉體的分散及其陶瓷材料的制備
劉鵬飛.超細(xì)氮化硅粉體水相分散性研究
北京朗迪森科技有限公司
注：圖片非商業(yè)用途，存在侵權(quán)告知?jiǎng)h除！
