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纳米材料的分散问题探讨

来源:www.longxinglobal.com 发表时间:2018-02-28

当前,新型纳米材料层出不全,性能超群。但现实中,这些新型纳米材料的应用远没有达到大家的期待。关键的原因是纳米材料分散困难。研究人员开发纳米材料的热情远高于对分散技术的研究,而后者却是纳米材料得到工业化应用的关键。不懂得使用分散剂,就好比面对巨石而手无撬棍。



分散和絮凝是矛盾的统一体。分散?絮凝,是一个可逆的动态平衡。制备好的分散体很容易失效,被精密粉碎的颗粒常会返粗。大致的科学解释是,固体表面存在不饱和的价键。纳米材料颗粒是高能态物质,自然倾向于降低能态(絮凝会降低能态)。
一般来说,200纳米以下的颗粒才需要分散技术的帮助。尤其是到了几十纳米粒径,除了必须使用高分子分散剂,分散设备也很关键。分散设备必须要能产生超过20m/s的线速度冲击。常见的高能量密度锆珠砂磨机是一种选择,射流速度接近音速的对冲高速射流分散技术设备可能更加理想。
25克溶剂中可以塞进75克钛白粉或者其他粉料,还能保持流畅的低黏度。这就是分散剂的降黏性。利用降黏性,可以大幅提高分散研磨的效率。并制备高固含量的分散体产品。要是没有合适的分散剂,50%固含量的混合体都很难搅动。
分散剂为纳米材料的应用提供可能的技术支撑。没有彻底分散在涂料中,纳米材料就没有价值。经常听人说纳米材料没有用,实际上是因为纳米材料没有分散开,还是微米级团粒。检测纳米材料分散效果不能用常规细度计,只有电子显微镜或者激光粒度仪才具备足够的解析力。
分散剂有很多种类。但几乎没有两个品牌的产品是一样的。各个企业对自己的产品高度保密,都有自己独特的DNA。基本不存在同质化。所以,分散剂没有统一标准。它有三大物理化学属性:①极性,②相对分子质量,③成分。企业通常不会公开这些产品数据,商业上只是含糊的描述。
分散剂必须在载体中才能发挥作用。因为高分子物质需要在载体中伸展它的胳膊腿,在其中游泳。载体者,溶剂也。水也是一种溶剂。
分散剂最常用的领域是颜料的应用。比如涂料和油墨等。几乎所有的涂料或油墨中使用的颜料都是纳米级别的。比如,您家大奔的油漆,那么黑亮,其中的炭黑,粒径达到10纳米,没有分散剂就不会那么黑亮。

  

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