第七章 粉体的分散与表面处理
粉体的分散与表面能
最大特点：具有大的比表面积和表面 能。
1、粉体颗粒表面表面的不饱和性 2、粉体颗粒表面表面的非均质性
粉体颗粒为何需要分散？
粉体颗粒由于粒径小, 表面原子比例大, 比表面大, 表面能大, 处于能量不稳定 状态 , 因此很容易团聚导致颗粒增大.
引起纳米粉体产生团聚的原因
1、材料在纳米化过程中,在新生的纳米粒子的表面积累了大量的 正电荷或负电荷,这些带电粒子极不稳定,为了趋向稳定,它们互相 吸引,使颗粒团ຫໍສະໝຸດ ,此过程的主要作用力是静电库仑力。
分散
在空气中的分散方法
机械分散 干燥分散 颗粒表面改性分散 静电分散 复合分散
颗粒在液体中的分散
1、颗粒的浸润 2、颗粒团聚体在机械力作用下的解体和分
散 3、颗粒或较小的团聚体稳定，阻止进一步
发生团聚
固体在固液体系中的分散调控
介质调控 分散剂调控 机械调控 超声调控
无机电解质 高分子分散剂 表面 活性剂
2、材料在纳米化过程中,吸收了大量机械能或热能,从而使新生的 纳米颗粒表面具有相当高的表面能,粒子为了降低表面能,往往通 过相互聚集而达到稳定状态,因而引起粒子团聚。
3、当材料纳米化至一定粒径以下时,颗粒之间的距离极短,颗粒之 间的范德华力远远大于颗粒自身的重力,颗粒往往互相吸引团聚。
4、由于纳米粒子表面的氢键,吸附湿桥及其他的化学键作用,也易 导致粒子之间的互相黏附聚集。
END 谢谢，请多指教
粉体均匀分散的原理
粉体均匀分散的原理1. 引言1.1 粉体分散的重要性粉体分散是指将固体粉末均匀分布在液体或气体之中，使其在介质中保持稳定分散状态的过程。
粉体分散的重要性在于它直接影响着产品的性能和质量。
一方面，粉体均匀分散可以提高产品的稳定性和均一性，确保产品在使用和储存过程中质量不受影响。
粉体的均匀分散还能影响产品的物理性质和化学反应速率，从而影响产品的功能和效果。
在药品生产中，如果药物粉末无法均匀分散在药液中，就会导致药效不均匀或药物反应速率不稳定。
粉体均匀分散在工业生产和科学研究中具有重要意义，是保证产品质量和性能的基础之一。
在各个行业中，粉体均匀分散的技术和方法不断发展和完善，以满足不同领域对产品质量和效果的需求。
1.2 粉体均匀分散的定义粉体均匀分散是指将粉体材料均匀地分散在溶剂或基体中，以确保每个粉体颗粒都均匀分布在整个体系中，从而提高产品性能和质量。
粉体分散的目的是将粉体颗粒细化、分散，防止颗粒聚集和沉积，使其能够更好地融入溶剂或基体中，提高产品的稳定性和均匀性。
在工业生产和实验室研究中，粉体均匀分散是非常重要的工艺步骤。
只有当粉体颗粒被均匀地分散时，才能确保产品的质量和性能达到最佳状态。
粉体分散的好坏直接影响到产品的成色、性能和稳定性，因此在很多领域都受到了广泛的关注和研究。
要实现粉体的均匀分散，需要选择适当的分散剂和采用适当的分散方法。
通过搅拌和混合、超声波分散以及离心分散等方法，可以有效地实现粉体的均匀分散。
了解影响粉体均匀分散的因素、探索粉体均匀分散的应用及未来发展方向，对提高产品性能和质量具有重要意义。
2. 正文2.1 粉体的表面能粉体的表面能是指粉体颗粒表面所具有的能量。
粉体颗粒的表面能会影响到其分散性能，因为表面能越大，颗粒间的相互作用力就越大，从而导致颗粒之间难以分散。
在粉体分散过程中，通常会加入适当的分散剂来降低颗粒表面能，从而提高粉体的分散性。
粉体的表面能不仅会影响到其分散性能，还会影响到其稳定性和流动性。
粉体表面处理技术
CH-4型超分散剂
—用于颜（填）料表面处理
粉体表面处理技术
CH-4的应用特点
增加颜（填）料疏水性，过滤容易 颜料粒度细，团聚疏松，容易分散 取代松香类表面处理剂，提高耐热性 滤饼含水量少，容易干燥 降低吸油值，改善着色效果
粉体表面处理技术
CH-4的使用方法
在偶氮颜料偶合之前或偶合过程中加入 在颜料（填料）过滤以前或进行其它 表 面处理之前加入 在滤饼打浆过程中加入 与颜料（填料）充分混合 用量为颜料或填料干重的10-50% （CH-4有效成分含量为10%）
s 3）亲油基太短，位阻不够 碳链长度不超过18个碳原子
粉体表面处理技术
超分散剂的锚固基团
锚固基团取代亲水基 针对颜料表面设计 (1)强极性表面 单点化学键结合 (2)弱极性表面 多点氢键结合 (3)非极性表面 表面增效剂
粉体表面处理技术
超分散剂的溶剂化链
1）单端官能化 2）相容性可调 单体种类及配比 溶解度参数 容剂化链极性 相似相容原则 3）容剂化链长度 分子量控制
粉体表面处理技术
颜料分散的基本过程
s 1）润湿过程 液固界面取代气固界面；润湿角
s 2）破碎过程 外力作用；粒子团聚与破碎平衡
s 3）稳定过程 影响分散稳定性的基本因素 分散稳定的基本特征
粉体表面处理技术
润湿分散剂的作用机理
s 1）降低液 / 固界面张力 s 2）电荷稳定机理
双电层理论 s 3）空间稳定机理
熵排斥理论 渗透排斥理论
粉体表面处理技术
润湿分散剂的常见类型
1）水性体系 聚磷酸盐 表面活性剂 水溶性聚合物 2）非水分散体系 天然高分子 合成高分子 偶联剂
粉体表面处理技术
纳米粉体的分散及表面改性讲课教案
散射光強度的對數與散射矢量間的 關係
No Image
膨潤土懸浮液的分維值隨pH值的變 化
No Image
奈米TiO2水懸浮液屈服應力隨固含 量的變化曲線
No Image
返回
此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！ 感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢
pH值=9時SiN漿料的固相含量對 ESA測定值的影響
改變介質性質途徑
改變溶液的pH值 改變溶液的離子強度 吸附可溶性金屬離子或添加表面
活性劑，產生特性吸附
一些常見陶瓷粉體的等電點
其他可溶性金屬陽離子及其水合物 的特性吸附具電荷反轉特點
第一個電荷反轉CR1對應於金屬氧化物 本身的等電點，因為H和OH是電勢決定 離子
No Image
原子力顯微鏡測定原理示意
No Image
黏附氧化鋁球的V形懸臂探針
No Image
pH8.3時不同濃度的NaCl介質中 ZrO探針與ZrO基片間的作用力
No Image
pH9.5時不同濃度的NaCl介質中添加 300mg/kg PAA後ZrO表面間的作用力隨距離 的變化
No Image
pH=5.5，2000mg/kgPAA（分子量 10000，I=1.9×10-2mol/L）
No Image
pH5.5，PAA吸附在SiN上及pH8.3，PAA吸附在 ZrO上的構象示意圖（pH-pH1，代表時間）
No Image
丙烯酸銨和丙烯酸甲酯的共聚物
No Image
氧化鋁探針與表面的作用力曲線
本章章節2
4.3 4.3.1 4.3.2 4.3.3 4.3.4 4.4 4.4.1 4.4.2 4.5 4.5.1 4.5.2 4.5.3
粉体的分散与表面处理
7.1 粉体的分散
7.1.1 颗粒间的作用力 7.1.2 颗粒的分散原理 7.1.3 粉体的分散方法 7.1.4 颗粒分散性的表征与评价
7.2 粉体的表面处理
7.2.1 粉体处理的方法及工艺 7.2.2 表面处理剂
1
7.1 粉体的分散
7.1.1 颗粒间的作用力
主要分为短程作用力和长程作用力 短 程 力 作 用 范 围 小 于 2nm ， 长 程 力 作 用 范 围 5 ～ 100nm
12
（4）静电分散
静电分散就是给颗粒荷上相同极性的电荷，利用库 仑斥力使颗粒分散，表面处理、电极电压、颗粒粒径 和湿度都是影响静电分散的重要因素
静电分散的时效性不长
13
（5）分散剂分散
分散剂的主要作用：增大颗粒表面电位的绝对值， 提高颗粒间的静电排斥力；增强颗粒间的位阻效应； 调控颗粒表面极性，增强介质对颗粒的润湿性，增强 溶剂化膜作用
两个颗粒互相接触时，受外力作用以及浓度等因素 的影响，吸附层中的物质将重新调整以建立新的平衡。 如果吸附层中的物质为小分子或小离子，它们的扩散 速度很大，可以在很短时间内达到新的平衡；如果是 长链状的表面活性剂或高分子时，其调整速度非常缓 慢，短时间内难以建立新的平衡，此时颗粒间就会产 生位阻作用。
液体介质中颗粒间的主要长程作用力有：范德华力、 双电层静电作用力、位阻排斥力、溶剂化膜作用力、 疏水作用力以及偶极作用力和磁作用力等
2
（1）范德华作用能及作用力
半 径 分 别 为 R1 和 R2 的 两 个 球 形 颗 粒 ， 当 间 距 为 h 时 （h<<R），其作用能UA和作用力F分别为:
UA
判据：Ur＝UA+Uel+Us+Ust+UH
粉体表面改性及分散技术
1、纳米粉体的分散重要性
纳米粉体稳定分散在各种液相介质形成的分散体本身往往 就是十分重要的产品。如将某些具有特殊电磁性的纳米粉 体分散在液相介质中可制成导电料浆或磁性浆料；将纳米 TiO2粉体分散在水中或有机溶剂中可以制成具有抗紫外、 自清洁或光催化等特殊功能的涂料；这些产品的性能与纳 米粉体的分散状况密切相关。
3、粉体表面改性的目的
4、环境保护
某些公认的对健康有害的原料，如石棉，对人体健康有害主要 在于其生理活性；一是细而长的纤维形状（长度为5-100微米， 直径3微米以下的纤维）在细胞中特别具有活性；二是石棉表面 的极性点（这些极性点主要是OH-官能团）容易与构成生物要素 的氨基酸蛋白酶的极性基键合。如果这两个因素在细胞中起主导 作用的话，那么就可以认为表面改性有可能改变石棉的生理活性。 可用对人体无害和对环境不构成污染，又不影响其使用性能的其 他化学物质覆盖、封闭其表面的活性点OH-。
1、粉体的用途
在橡胶、塑料、涂料、胶粘剂等高分子材料工业及高 聚物基复合材料领域中，无机粉体填料占有很重要的 地位。如碳酸钙、高岭土、氢氧化铝、云母、石棉、 石英、硅藻土、白碳黑等等，不仅可以降低材料成本， 还能提高材料的硬度、刚性和尺寸稳定性，改善材料 的力学性能并赋予材料某些特殊的物理化学性能，如 耐腐蚀性、耐侯性、阻燃性和绝缘性等。
2、纳米粉体分散改性的目的
粉体表面改性及分散技术
主要内容
一．粉体表面改性 二．纳米粉体表面改性 三．超分散剂
超细粉体分类
分类
直径
原子数目
微米粉体
>1m
>1011
亚微米粉体 100nm~1 m 108
特征 体效应 体效应
纳米粉体 100nm~10nm 105 尺寸与表 1nm
纳米粉体的分散及表面修饰
桥氧键的形成
先前认为是由颗粒表面物理配位结合的水分子间的氢 键作用引起的，但最新研究认为，水分子间即使存在 氢键，但水分子蒸发也不可能导致多余的氧原子留下 而形成氧桥键，氧桥键的形成应该是由颗粒表面化学 结合的羟基团间的氢键作用引起的。
2OH-
H2O(g)+O2-
氢氧化物在分解失水时氧桥键的形成是颗粒硬团聚的主 要原因，在干燥前用醇类洗涤前驱物，在一定温度下使 前驱物在醇类中时效或与醇类共沸蒸馏，以醇类的－OR 基团取代氢氧化物中非桥联结合的－OH基团，可以导致 只有软团聚形成
表面化学修饰法在纳米微粒表面改性中占有极其重要的地位，例如在 液相法制备纳米粉体时，为防止团聚问题，常采用化学表面改性，在 制备过程中通过添加各种表面改性剂与颗粒表面进行化学反应，改变 颗粒的表面状态，当进行干燥时，由于改性剂吸附或键合在颗粒表面 ，从而降低了表面羟基的作用力，消除了颗粒间的氢键作用，阻止氧 桥键的形成，从而防止了硬团聚的发生。
3 高能量表面修饰 利用电晕放电、紫外线、等离子束射 线等对粒子进行表面改性
纳米微粒表面化学修饰
通过纳米微粒表面与改性剂之间进行化学反应，改变纳米微粒的表面 结构和状态，以达到表面改性的目的称为纳米微粒的表面化学修饰。 由于纳米微粒比表面积很大，表面键态、电子态不同于颗粒内部，表 面原子配位不全导致悬挂键大量存在，使这些表面原子具有很高的反 应活性，极不稳定，很容易与其他原子结合，这就为人们利用化学反 应方法对纳米微粒表面改性提供了条件。
1100C煅烧得到的YAG粉体的TEM
纳米粉体表面改性问题
纳米粉体的表面改性(表面修饰)是一门新兴科学，20世纪90年代 中期，国际材料会议提出了纳米微粒的表面工程新概念。所谓纳米 微粒的表面工程就是用物理、化学方法改变纳米微粒表面的结构和 状态，从而赋予微粒新的机能并使其物性得到改善，实现人们对纳 米微粒表面的控制。其研究领域主要为修饰方法和修饰对表面性质 的影响。
粉体均匀分散的原理
粉体均匀分散的原理全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：粉体在工业生产和实验室实践中被广泛应用，但面临着一个共同的问题，那就是粉体的均匀分散。
粉体的均匀分散是指将粉体颗粒均匀地分散在液体或气体中，使得粉体颗粒在溶剂中不聚集或沉淀。
粉体的均匀分散对于实现颗粒的理想性能至关重要，因此研究粉体的均匀分散原理具有重要意义。
粉体的均匀分散原理涉及到多种因素，包括颗粒的表面性质、分散介质的性质以及外部力的作用等。
颗粒的表面性质是粉体均匀分散的关键因素之一。
颗粒的表面性质包括表面能、表面电荷、表面形态等，这些性质决定了颗粒在溶剂中的分散性能。
表面能高的颗粒更容易与溶剂相互作用，从而更容易均匀分散在溶剂中；表面电荷不平衡的颗粒会发生静电吸附，导致颗粒聚集，降低均匀分散的效果。
分散介质的性质也对粉体的均匀分散起着重要作用。
分散介质的性质包括粘度、表面张力、介质颗粒大小等，这些性质决定了颗粒在介质中的运动和扩散性能。
粘度高的介质会抑制颗粒的扩散，导致颗粒更容易聚集在一起；表面张力高的介质会增加颗粒之间的吸附力，也会影响颗粒的均匀分散。
外部力的作用也是影响粉体均匀分散的重要因素。
外部力可以分为机械力、热力和电场力等多种形式。
机械力可以通过搅拌、超声波等方式将颗粒分散在介质中；热力可以通过提高溶剂温度来增加颗粒的热运动，促进颗粒的分散；电场力可以通过外加电场改变颗粒的电性质，影响颗粒在介质中的分散状态。
粉体均匀分散的原理是一个综合的物理化学过程，涉及到颗粒性质、介质性质和外部力的相互影响。
在实际应用中，为了实现粉体的均匀分散，可以采取多种手段，如优化颗粒性质、选择适合的分散介质、合理施加外部力等。
只有综合考虑以上因素，才能实现粉体的理想分散状态，发挥其最大的作用。
【2000字】第二篇示例：粉体的均匀分散，是指将固体颗粒均匀地分散在液体或气体中，使其不产生团聚现象，保持稳定状态。
粉体均匀分散的原理涉及到物理学、化学学和工程学等多个领域，下面我们将从不同角度来探讨粉体均匀分散的原理。
粉体的团聚与分散机理
粉体的团聚与分散机理
粉体的团聚与分散机理涉及到粉体颗粒之间的相互作用和动力学
过程。
以下是一些常见的团聚与分散机理的解释：
1. 团聚机理：
- 范德华力：粉体颗粒之间存在的分子间作用力，如范德华力，会导致颗粒相互吸引而团聚。
- 静电作用：颗粒表面可能带电荷，导致它们通过静电相互作用而聚集在一起。
- 液桥力：当粉体颗粒处于潮湿环境中时，颗粒间的液体桥梁可以产生吸引力，促使团聚。
- 颗粒间附着力：如果颗粒表面存在粘性物质或吸附层，它们可能通过附着力相互结合。
2. 分散机理：
- 机械力：通过搅拌、振动、研磨等机械手段，可以打破颗粒间的团聚，使粉体分散。
- 表面改性：通过对颗粒表面进行处理，如包覆一层稳定剂或分散剂，可以减少颗粒间的相互作用，提高分散性。
- 静电斥力：通过添加电解质或改变颗粒的表面电荷，可产生静电斥力，阻止颗粒团聚。
- 溶剂作用：选择适当的溶剂体系可以改善颗粒的润湿性，减少团聚倾向。
粉体工程-粉体分散课件
陶瓷行业
陶瓷制品制备
在陶瓷制品的制备过程中，粉体分散技术用于制备高质量的陶瓷 浆料和陶瓷制品。
陶瓷表面改性
通过粉体分散技术，可以对陶瓷表面进行改性处理，提高陶瓷表面 的润湿性、抗腐蚀性和耐磨性。
陶瓷复合材料制备
粉体分散技术用于制备陶瓷复合材料，通过在陶瓷基体中添加增强 相，提高材料的力学性能和耐热性能。
通过化学反应对粉体进行分散的方法。
总结词
输入 标题
详细描述
利用表面活性剂、分散剂等化学物质与粉体颗粒表面 的相互作用，改变颗粒表面的性质，降低颗粒间的聚 集力和粘附力，从而达到分散的目的。
适用范围
分散效果好，但化学试剂的种类和用量需要根据粉体 的性质进行选择和调整，成本较高。
优缺点
适用于各种粒径的粉体，尤其适用于粒径较小、易团 聚的粉体。
比表面积评价
比表面积是指单位质量粉体所具有的总 表面积，也是评价粉体分散效果的一个
重要参数。
比表面积的评价方法有气体吸附法和直 比表面积对于粉体的反应性、吸附性、
接测量法等。通过测量粉体的比表面积， 流动性等性能有重要影响，因此在进行
可以了解粉体的颗粒大小、孔隙结构和 粉体分散时，也需要关注比表面积的变
分散稳定性评价
分散稳定性是指粉体在分散介质中保 持稳定悬浮状态的能力，是评价粉体 分散效果的另一个重要指标。
分散稳定性对于产品的生产和应用过 程至关重要，如果粉体分散不稳定， 会导致产品性能下降、分离和沉降等 问题。
分散稳定性的评价方法包括静置观察 法、离心沉降法、电导率法等。通过 观察粉体的沉降速度或电导率的变化， 可以评估分散稳定性。
物理法
总结词
利用物理场对粉体进行分散的方法。
粉体表面处理技术
粉体表面处理技术
嘿，你问粉体表面处理技术？这事儿还挺有意思呢！咱就来唠唠。
这粉体啊，就像一群小不点儿，到处乱跑。
要是不处理一下它们的表面，那可不行。
为啥呢？因为粉体的表面会影响它们的性能啊。
比如说，有的粉体容易吸水，有的粉体容易结块，有的粉体颜色不好看。
这些问题都可以通过表面处理技术来解决。
那粉体表面处理技术都有啥呢？首先呢，有一种叫包覆的方法。
就像给粉体穿上一件衣服一样，把一种材料裹在粉体的表面。
这样可以改变粉体的性能，比如说让它更防水、更耐磨、更漂亮。
可以用各种材料来包覆粉体，像有机物啊、无机物啊啥的。
然后呢，还有一种叫改性的方法。
就是把粉体的表面改一改，让它变得更适合某种用途。
比如说，把粉体的表面变得更亲水，这样它就能在水里更好地分散；或者把粉体的表面变得更亲油，这样它就能在油里更好地溶解。
改性的方法有很多种，可以用化学方法啊、物理方法啊啥的。
还有啊，有一种叫表面活化的方法。
就是让粉体的表面变得更活泼，更容易和其他材料结合。
比如说，用一些特殊的试剂来处理粉体的表面，让它带上一些活性基团。
这样粉体就能和其他材料更好地反应，形成更强的结合力。
哎呀，粉体表面处理技术可真是五花八门啊！不同的方法适用于不同的粉体和不同的用途。
要想用好这些技术，就得了解粉体的性质和需求，然后选择合适的方法。
下次你要是看到粉体，就会知道它们的表面可能经过了什么样的处理啦。
加油吧！。
粉体制备的流程
粉体制备的流程粉体制备是一种重要的工艺过程，广泛应用于各个领域，包括材料科学、制药、食品工业、电子制造等。
它涉及将原料粉末转化为所需的颗粒形态和大小，以满足不同应用的要求。
本文将深入探讨粉体制备的流程，从原料选择到最终产品的制备，以及其中涉及的关键步骤和技术。
第一部分：原料选择在粉体制备的起始阶段，原料的选择至关重要。
原料通常是固体，可以是金属、陶瓷、聚合物或复合材料。
关键因素包括原料的纯度、粒度分布和化学性质。
原料的选择将在很大程度上影响最终产品的性能和质量。
第二部分：粉体特性分析在制备粉体之前，必须对原料进行详尽的特性分析。
这包括粒度分布、形状、表面积、密度、化学成分等参数的测定。
这些数据将有助于确定适当的加工方法和条件。
第三部分：研磨和粉碎粉体制备的下一步是通过研磨和粉碎过程将原料转化为所需的粉末。
这可以通过多种设备和方法来实现，包括球磨机、研磨机、粉碎机等。
研磨的目标是实现所需的粒度分布和粉末特性。
第四部分：混合和分散混合是将不同粉末原料混合以获得所需成分和均匀性的过程。
混合可以采用干法或湿法，具体取决于原料和产品的性质。
分散则是将粉末分散在液体介质中，以制备浆料或胶体。
这一步骤有助于确保均匀分布，并为后续工艺步骤做好准备。
第五部分：成型成型是将粉末加工成所需形状和尺寸的过程。
这可以通过压制、注塑、挤压等方法来实现。
成型的目标是获得所需的产品形态，如坯体、颗粒或块状。
第六部分：烧结和热处理对于许多粉体制备工艺，烧结和热处理是至关重要的步骤。
烧结是通过高温处理来结合粉末颗粒，使它们相互粘合。
这有助于提高产品的密度和机械性能。
热处理则可以改变产品的晶体结构，进一步调整其性能。
第七部分：表面处理表面处理是为了改善产品的表面性质，通常包括涂层、抛光或其他化学处理方法。
这有助于提高产品的耐磨性、抗腐蚀性和美观度。
第八部分：质量控制和测试在粉体制备的每个阶段，质量控制和测试都是必不可少的。
这包括粉末特性的监测、产品形状的测量、物理性能的测试等。
粉体表面处理技术
CONVENTIONAL 35
48 7 10
36% CONTROL BLUE MILLBASE
32
50% CH-5 BLUE MILLBASE
LET-DOWN VARNISH
51
PE-WAX COMPOUND
7
ALIPHATIC DISTILLATE
10
WITH CH-5
25 61 7 7
23 62 7 8
15
ALIPHATIC SOLVENT
40
60
留油配方
H EA TSET
M O D IFIED PH EN O LIC R ESIN
20
R EA C TIV E H Y D R O C A R B O N R ESIN
28
ISO A LK Y D R ESIN (SO Y A )
18
M O D IFIED M A LEIC R ESIN
粉体分散领域的研究课题
粉末表面结构表征与性能测试 表面处理剂的选择及其吸附机理 表面处理剂与介质及其它表面活性 物质 之间的竞争吸附,吸附层结构 表面处理剂与分散介质的相互作用 表面处理工艺与设备
关键：表面处理剂 润湿分散剂
CH系列超分散剂
－－结构特征与应用特点
颜料分散的基本过程
1 润湿过程
液
1:1.0 2.14
14.6 14.6 16.6
超分散剂在磁粉表面的吸附参数
Mn=1500
起始配比
Ｘ
Ma
Ca
δ
(mg/m2磁粉表面) (mg/m2磁粉表面) （%） （nm）
1:2.0
1.89
10.4
18.3 11.8
1:1.3
第七章 粉体的分散与表面处理
(12a) D
式中Q1、Q2为两颗粒表面带电量，a为两颗粒的表面 间距，D为颗粒直径
.
（3）液桥力
实际的粉体往往含 有水分，由于水的 表面张力将在两个 颗粒之间造成液桥力
液桥力的计算式为：H 2 rsin 2 rsin R 1 1R 1 2 si n ()
式中r为颗粒半径，为液体的表面张力，为液体接
（2）双电层静电作用能及作用力
来自于扩散层中的离子互相靠近时产生的排斥或吸 引作用
（3）溶剂化膜作用能
颗粒在液体介质中，由于其表面极性区域对附近的
溶剂分子产生极化作用，在颗粒表面会形成溶剂化膜，
并产生溶剂化作用：
U sU 0sexh p/h (0)
（4）疏水作用
由于颗粒表面与水的极性差异而导致的一种粒间相 互吸引作用 ： U HC Rxe (p h/D )
＞＞/2 完全不润湿
/2＞＞0 部分润湿或有限润湿
＝0
完全润湿或称铺展
润湿过程也可以用铺展系数S1/s来表示： S1/s＝s/g-(s/l+l/g)＝l/g(cos-1)
8
.
可添加润湿剂或浸润剂，或对粉体进行表面处理， 以改善浸润条件
（3）颗粒悬浮液的分散状态及判据
两种不同的分散状态：一种是形成团聚体，即单一 颗粒由于互相吸引，形成较大的二次颗粒；另一种是 颗粒之间互相排斥，形成稳定的分散体系
20
.
根据组成和结构的不同，分散剂可分为无机分散剂 和有机分散剂。根据不同的应用领域，分散剂又可分 为无机电解质类分散剂、表面活性剂和偶联剂等
7.1.4 颗粒分散性的表征与评价
包括沉降天平法、粒度分布测量法、图像分析法、 扫描和透射电镜法、黏着力法等
纳米粉体的分散课件
在塑料中的应用
总结词
改善塑料的力学性能和加工性能
详细描述
纳米粉体可以提高塑料的强度、韧性、耐热性和阻隔性能，改善塑料的加工流 动性和加工成型性，提高生产效率和产品质量。
在陶瓷中的应用
总结词
提高陶瓷的力学性能和热性能
详细描述
纳米粉体可以用于制备高性能陶瓷复合材料，提高陶瓷的硬度和强度，改善陶瓷的抗热震性能和高温性能。
分散工艺的优化问题
总结词
纳米粉体分散工艺需要不断优化，以提 高分散效率和分散稳定性。
VS
详细描述
纳米粉体的分散工艺涉及到多个因素，如 搅拌速度、时间、温度、粉体粒度等。为 了获得更好的分散效果，需要不断优化这 些工艺参数，以提高纳米粉体的分散效率 和稳定性。此外，还需要研究和开发新的 分散技术和设备，以适应不同类型和性质 的纳米粉体。
表面活性
纳米粉体的表面原子比例较高， 表面活性较强，容易与其他物质 发生反应或吸附。
纳米粉体的应用领域
医药领域
纳米粉体可用于药物载体、药 物控释、生物成像等。
化妆品领域
纳米粉体可用于美白、防晒、 抗衰老等产品中，提高产品效 果和安全性。
环保领域
纳米粉体可用于水处理、空气 净化、重金属离子吸附等。
能源领域
纳米粉体可用于电池、燃料电 池、太阳能电池等能源器件中 ，提高能源利用效率和性能。
2023
PART 02
纳米粉体的分散技术
REPORTING
分散剂的种类与选择
天然高分子分散剂
如淀粉、纤维素等，具有良好的生物 相容性和环保性，适用于食品和化妆 品等领域。
合成高分子分散剂
如聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯等， 具有较高的分散效率和稳定性，适用 于涂料、油墨和塑料等领域。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
9
7.1.3 粉体的分散方法
主要有介质分散、机械搅拌分散、超声波分散、静电分散、 分散剂分散和表面处理
（1）介质分散
介质的选择原则：非极性颗粒易于在非极性介质中分散，极 性颗粒易于在极性液体中分散
颗粒在介质中的分散行为除与介质的极性有关外，还与其他 因素有关，如pH值、温度等
第七章 粉体的分散与表面处理
7.1 粉体的分散
7.1.1 颗粒间的作用力 7.1.2 颗粒的分散原理 7.1.3 粉体的分散方法 7.1.4 颗粒分散性的表征与评价
7.2 粉体的表面处理
7.2.1 粉体处理的方法及工艺 7.2.2 表面处理剂
1
7.1 粉体的分散
7.1.1 颗粒间的作用力
主要分为短程作用力和长程作用力 短程力作用范围小于2nm，长程力作用范围5～100nm
液体介质中颗粒间的主要长程作用力有：范德华力、双电层 静电作用力、位阻排斥力、溶剂化膜作用力、疏水作用力 以及偶极作用力和磁作用力等
2
（1）范德华作用能及作用力
半其径U作分A用别能为 6URhAA1(和和1R321作R12R用的R22力两) ,F个分球别F形为颗6: h粒A21(，3R2 R1当1R间R2 2距) 为h时（h<<R），
如触果（颗a粒=的0）润，湿且性H良在好1(10（.-44~0趋°1.近之8)于间0时r），，毛颗细粒管与作颗用粒力间近相似互为接：
7
7.1.2 颗粒的分散原理
（1）颗粒的分散原则
润湿原则与表面力原则
（2）颗粒的润湿
固体颗粒在液体中的润湿性常用润湿接触角来度量
＞＞/2
完全不润湿
/2＞＞0
部分润湿或有限润湿
位阻作用包含穿插作用和压缩作用
5
*颗粒在空气中的作用力
（1两）个范半德径华分力别为RF1M、R6A2h的112 球RR形1 1R颗R2 2粒间的范德华作用力FM可
表示为：
式中A11为颗粒在真空中的Hamaker常数
（2）静电作用力
Ru达m式pf：对作用于F两个Q球D1Q2形2 (颗1粒2D之a )间的静电引力提出了下列表
根据组成和结构的不同，分散剂可分为无机分散剂和有机分 散剂。根据不同的应用领域，分散剂又可分为无机电解质 类分散剂、表面活性剂和偶联剂等
7.1.4 颗粒分散性的表征与评价
包括沉降天平法、粒度分布测量法、图像分析法、扫描和透 射电镜法、黏着力法等
14
7.2 粉体的表面处理
表面处理的目的：改善或改变粉体的分散性；提高颗粒的表 面活性；使颗粒表面产生新的物理、化学、机械性能以及 新的功能；改善或提高粉体与其他物质之间的相容性
频率也增加，反而导致颗粒团聚
12
（4）静电分散
静电分散就是给颗粒荷上相同极性的电荷，利用库仑斥力使 颗粒分散，表面处理、电极电压、颗粒粒径和湿度都是影 响静电分散的重要因素
静电分散的时效性不长
13
（5）分散剂分散
分散剂的主要作用：增大颗粒表面电位的绝对值，提高颗粒 间的静电排斥力；增强颗粒间的位阻效应；调控颗粒表面 极性，增强介质对颗粒的润湿性，增强溶剂化膜作用
基料中的分散性的同时，增强两种不同性质材料之间的结 合力
16
（2）沉淀反应处理
将一些无机物质沉积到颗粒的表面，形成异质包覆层，达到 表面处理的目的。由于在颗粒表面形成特殊包覆层，因此 可产生光、电、磁及抗菌等功能
（3）机械力化学处理
利用粉碎及其他强烈机械作用对粉体表面进行激活，在一定 程度上改变颗粒表面的晶体结构、溶解性能、化学吸附和 反应活性等
半径为R的U球A形颗粒A61与3h2 R片,状颗F粒间A61的h322R作用能与作用力分别为
A132为在液体介质3中颗粒1与颗粒2相互作用的哈马克常数
3
（2）双电层静电作用能及作用力
来自于扩散层中的离子互相靠近时产生的排斥或吸引作用
（3）溶剂化膜作用能
颗粒在液体介质中，由于其表面极性区域对附近的溶剂分子
10
（2）机械搅拌分散
指通过强烈的机械搅拌引起液流强湍流运动而造成颗粒聚团 碎解，其必要条件是机械对液流的剪切力及压力大于颗粒 间的黏着力
机械搅拌分散的时效性不长，即在停止机械作用一定时间后 颗粒可能重新团聚
11
（3）超声波分散
作用方式包括两个方面： 在介质中产生空化作用 使悬浮体系中的各组分产生共振效应 低频时易产生空化作用，高频时易产生共振作用 强度不宜过大，否则由于热能和机械能的增加，颗粒碰撞的
＝0
完全润湿或称铺展
润湿过程也可以用铺展系数S1/s来表示： S1/s＝s/g-(s/l+l/g)＝l/g(cos-1)
8
可添加润湿剂或浸润剂，或对粉体进行表面处理，以改善浸 润条件
（3）颗粒悬浮液的分散状态及判据
两种不同的分散状态：一种是形成团聚体，即单一颗粒由于 互相吸引，形成较大的二次颗粒；另一种是颗粒之间互相 排斥，形成稳定的分散体系
产生极化作用，在颗粒表面会形成溶剂化膜，并产生溶剂
化作用：
Us U0s exp( h / h0 )
（4）疏水作用
由于颗粒表面与水的极性差异而导致的一种粒间相互吸引作 用：
U H C Re xp(h / D)
4
（5）位阻作用
两个颗粒互相接触时，受外力作用以及浓度等因素的影响， 吸附层中的物质将重新调整以建立新的平衡。如果吸附层 中的物质为小分子或小离子，它们的扩散速度很大，可以 在很短时间内达到新的平衡；如果是长链状的表面活性剂 或高分子时，其调整速度非常缓慢，短时间内难以建立新 的平衡，此时颗粒间就会产生位阻作用。
式中Q1、Q2为两颗粒表面带电量，a为两颗粒的表面间距，
D为颗粒直径
6
（3）液桥力
实际的粉体往往含
有水分，由于水的 表面张力将在两个
H
2r
sin
r 2
sin
1 R1
1 R2
sin(
)
颗粒之间造成液桥力
液桥力的计算式为：
式中r为颗粒半径，为液体的表面张力，为液体接触角， R1、R2分别为液桥的两个特征曲率半径，为ห้องสมุดไป่ตู้粒润湿接 触角
7.2.1 粉体表面处理的方法及工艺
按实际使用方法，分为表面化学包覆处理、机械化学处理、 胶囊式处理、高能表面处理和沉淀反应表面处理
15
（1）表面化学包覆处理
A、表面活性剂处理 软团聚和硬团聚的区别 基本作用：吸附并降低表面张力和胶团化作用 既可湿法进行，也可干法进行或干湿结合
B、偶联剂处理 可提高粉体与其他物质的相容性，在改善颗粒在有机高聚物