中國粉體網(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，但是由于超細粉體的表面積較大、表面能較高，粉體顆粒之間會發(fā)生互相吸引，極易引發(fā)粉體團聚，從而嚴重影響制品的性能，因此，分散問題越來越成為超細粉體研究中的一個關(guān)鍵核心技術(shù)。

1、粉體的分散方法有哪些

依照粉體團聚形成的原因，可將粉體的聚團現(xiàn)象大致分成軟團聚和硬團聚兩大類。粉體的軟團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；而硬團聚經(jīng)過很多科學工作者的研究認為，它主要是由化學鍵作用形成的，所以較難分散。

針對超細粉體團聚現(xiàn)象，可以把粉體的分散方法分成物理分散方法和化學分散方法兩大類。其中物理分散方法主要解決粉體的硬團聚，主要有：超聲分散方法、機械分散方法、靜電分散方法、干燥分散方法等。而化學分散對粉體的軟團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，目前僅在實驗室中使用。

機械分散法因操作簡單、成本低等優(yōu)點是目前最常用的超細粉體分散方法之一。但其也存在一些顯著的缺點，以球磨法為例來說，其最大的缺點就是在研磨過程中，物料、磨球與球磨罐之間的劇烈撞擊導致磨損很大，磨損的材料進入漿液并變成難以除去的雜質(zhì)，這對漿液的純度產(chǎn)生不利影響。此外，在某些特定情況下，球磨過程還會改變粉體的物理化學性質(zhì)。例如，增加晶格不完整性，形成表面無定形層等。

因此，單一的物理分散，在應(yīng)用中總會受到種種限制，并不能達到理想的分散效果。通常在實際應(yīng)用中還需要結(jié)合化學方法以達到更好的分散效果。采用化學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。分散劑促進顆粒分散的作用機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，阻礙顆粒之間的團聚。在使用分散劑時需要注意分散劑的種類、使用量、加入方式等。

另一種是對粉體顆粒進行表面改性，將與液相溶劑具有較好相容性的有機分子通過化學反應(yīng)嫁接在粉體顆粒表面，以改變粉體表面性質(zhì)，達到穩(wěn)定分散的效果。相對于物理方法來說，化學法通常具有更好的分散穩(wěn)定性。在實際生產(chǎn)中，物理方法和化學方法經(jīng)常結(jié)合使用，利用物理方法解團聚，然后使用化學方法來穩(wěn)定漿料，可以實現(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，且隨時間變化越穩(wěn)定，可視為其分散性越好，不易團聚。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，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運動時，顆粒與溶液之間的電位差。動電位為零時所對應(yīng)的溶液pH值稱之為“等電點”。顆粒表面的ζ電位值以及其等電點是研究顆粒分散與團聚行為的重要參數(shù)。近年來，有人采用顆粒表面ζ電位作為評價顆粒在水中分散穩(wěn)定性的標準。通常認為分散體系中顆粒表面ζ電位絕對值在30mV以上時，分散體系為穩(wěn)定體系，且ζ電位的絕對值越大，分散體系穩(wěn)定性越好。

（4）重力沉降

沉降法是一種通過測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確定分散體系穩(wěn)定性的方法。在重力作用下，經(jīng)過一定的靜置時間后，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間較長，所以一般采用測定沉降速率的方法。沉降速率的測量方法一般用紫外分光光度計測定懸浮體系的吸光度隨時間的變化，再將吸光度值折算成懸浮液中顆粒濃度一次評價懸浮體系中的顆粒的分散穩(wěn)定性。

評價分散性的方法很多，使用時可以根據(jù)自身的試驗條件來選用評價方法。由法國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，在測量高濃度漿料的樣品時，不需要稀釋，不需要有破壞性的離心手段處理，就可以直接測量，得到最真實的顆粒存在狀態(tài)信息。

Turbiscan多重光散射儀采用多重光散射原理，即散射光強度是直接取決于分散相的濃度(體積百分數(shù))和平均直徑(或是粒子/微滴/氣泡的平均直徑)。該儀器是由一個脈沖式的近紅外光源 (波長880nm )和兩個同步的檢測器組成：透射光檢測器是用于研究透明清澈的產(chǎn)品，背散射光檢測器是用于研究高濃度的產(chǎn)品。檢測探頭對樣品進行垂直掃描，在55mm長度上每40微米采集一個透射光和背散射光光強信號，編輯其測量次數(shù), 然后沿著樣品不斷重復掃描, 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)在法國圖盧茲，自成立以來，其不斷進取，先后開發(fā)研制出多款專利技術(shù)，并在最高規(guī)格的儀器展美國匹茲堡國際儀器展覽會多次獲獎，還榮獲法國科技雜志《 L’Usine Nouvelle 》頒發(fā)的創(chuàng)新科技獎。

Turbiscan多重光散射儀如何應(yīng)用于粉體分散性評價當中？3月11日，來自北京朗迪森科技有限公司的何羽薇總經(jīng)理將走進粉體公開課直播間，現(xiàn)場為大家詳細講解這一問題。在獲得分散性優(yōu)質(zhì)粉體的道路上，Turbiscan多重光散射儀將會助您一臂之力！

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【專家簡介】

何羽薇，有20余年顆粒和表面化學研究經(jīng)驗。專注陶瓷、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)有豐富的實操經(jīng)驗。研究方向集中在使用多重光散射技術(shù)，從表面化學、顆粒間相互作用入手，進行粉體分散機理的研究，為粉體使用客戶提供從原料篩選、配方評價和工藝控制等方面的技術(shù)支持，同時為粉體的生產(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。

參考來源：

楊永康等.超細粉體在液體中的分散

姚瑤.超細SiC粉體的分散及其陶瓷材料的制備

劉鵬飛.超細氮化硅粉體水相分散性研究

北京朗迪森科技有限公司

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