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影響鈦白粉分散性的因素及機(jī)理
影響鈦白粉分散性的因素及機(jī)理
1、鹽含量(電阻率)
根據(jù)雙電層的一般原理，表面帶負(fù)電荷的微粒其雙電層將會(huì)受到體系中陰離子或陰離子集團(tuán)的壓縮，從而導(dǎo)致微粒的Zeta電位下降并直接導(dǎo)致分散體系的穩(wěn)定性下降，尤其明顯的是高價(jià)陰離子或陰離子集團(tuán)對(duì)處于分散狀態(tài)的微粒的Zeta電位的影響更為突出。
在金紅石型鈦白粉的表面處理過(guò)程中，通常難以避免的會(huì)引入大量的雜質(zhì)離子，其中常見(jiàn)的是SO42+、Cl-等陰離子以及Na+等陽(yáng)離子。雖然各廠家的生產(chǎn)工藝條件不一樣，但由表面處理帶入一定數(shù)量的雜質(zhì)種類均會(huì)對(duì)**產(chǎn)品的水分散性帶來(lái)不良影響。因此，有必要將表面處理之后的產(chǎn)品進(jìn)行去除雜質(zhì)的處理，這項(xiàng)指標(biāo)往往以電阻率來(lái)表示。
2、體系的PH值
鈦白粉在應(yīng)用體系中的PH值雖然不是由鈦白粉制造商所能決定的，但是仍然有必要對(duì)這一指標(biāo)的影響進(jìn)行充分的了解。因?yàn)樵阝伆追鄣闹苽溥^(guò)程中，PH值本身的變動(dòng)范圍也比較大，了解該項(xiàng)指標(biāo)對(duì)分散性的影響,有利于我們控制鈦白粉的PH值在更加有效的范圍內(nèi)，并盡可能地提高鈦白粉在水相體系中的分散性能。
在接近理想狀態(tài)的水相體系中，體系的PH值也將成為影響金紅石型鈦白粉分散的重要因素，其產(chǎn)生影響的主要機(jī)理我們分析認(rèn)為可能還是可以歸結(jié)到雙電層的原因。不同型號(hào)的鈦白粉由于其表面性質(zhì)的差異，其所謂的等電點(diǎn)則有非常明顯的不同。
3、表面化學(xué)特性
實(shí)際上在水性涂料體系里面，ξ電位是隨著鈦白粉的單位吸附量的增加而迅速增大的，但是當(dāng)ξ電位升高到一定程度后，其增大的幅度逐漸變緩。從而表明鈦白粉顆粒 必須達(dá)到一定的吸附量，才能夠具有一定的電荷穩(wěn)定性，這一點(diǎn)對(duì)實(shí)際的水性涂料配方設(shè)計(jì)有著深遠(yuǎn)的意義。
隨著鈦白粉粒子的細(xì)微化，表面原子所占比例增加。但 表面原子受到的是不對(duì)稱力，即與其鄰近的內(nèi)部原子的非對(duì)稱價(jià)鍵力和其他原子的范德華力的作用，其價(jià)鍵是不飽和的。
根據(jù)鈦白粉在水溶液中的pH值不同，可帶正電、負(fù)電和電中性。當(dāng)pH值比較小時(shí)，粒子表面形成M—OH2，導(dǎo)致粒子表面帶正電；當(dāng)pH值高時(shí)粒子表面形成M-O鍵，使粒子表面帶負(fù)電；如果pH值處于中間值，則表面形成M—OH，粒子呈電中性。在不同的pH值下，分散在水中的粉體的表面化學(xué)特性就由吸附到顆粒表面的H+和OH-粒子所決定。
4、水性涂料分散劑對(duì)鈦白粉粉體特性的影響
在鈦白粉含量不變的情況下，單位的吸附量與分散劑的含量成正比。根據(jù)膠體穩(wěn)定性的DLVO理論，膠體質(zhì)點(diǎn)之間存在范德華吸引作用，而質(zhì)點(diǎn)在相互接近時(shí)又因雙電層的重疊而產(chǎn)生排斥作用，膠體的穩(wěn)定性取決于質(zhì)點(diǎn)之間吸引與排斥作用的相對(duì)大小。
懸浮體的分散性和流動(dòng)性與其ξ電位值有很大關(guān)系，一般ξ電位**值越大，越有利于懸浮體分散。在漿料的制備過(guò)程中，為獲得高分散性穩(wěn)定性好的漿料，通常選用一些高分子電解質(zhì)來(lái)改善其懸浮性能。
引入分散劑以后，粒子表面ξ電位**值增加，這是由于加入分散劑后，帶有負(fù)電荷的分散劑陰離子基團(tuán)吸附在鈦白粉粒子表 面，使粒子表面的負(fù)電荷性更高，粒子表面的電荷密度**，粒子間產(chǎn)生**的靜電斥力，于是漿料具有**的分散性。因此，制備高固體含量的鈦白粉漿料選擇最 佳pH值應(yīng)在8～9。
5、水性涂料分散劑對(duì)鈦白粉漿料流變特性的影響
懸浮液的流變性決定于漿液的固含量和粒子間的相互作用。鈦白粉粉體在水介質(zhì)中具有較高的比表面能，因而容易產(chǎn)生團(tuán)聚或絮凝，影響漿料的穩(wěn)定性和均勻性。
分散劑的加入不僅能改善粉體的表面特性，而且對(duì)鈦白粉懸浮體的流變行為也有較大影響，通過(guò)加入分散劑的方法可以獲得低黏度、高穩(wěn)定性均勻性好的涂料漿料。
不加分散劑時(shí)漿料的黏度**，隨著分散劑用量的增加，粒子表面電荷密度升高，離子間斥力也相應(yīng)增加，漿料的黏度開(kāi)始下降，流動(dòng)性好轉(zhuǎn)，體系的分散性得到改善。
進(jìn)一步增加分散劑用量，漿料黏度變化不大，這是由于粒子表面電荷達(dá)到飽和所致。但分散劑用量過(guò)大，過(guò)剩的分散劑分子相互橋連形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，限制粒子間的運(yùn) 動(dòng)，使流變性變差。
小結(jié)：分散問(wèn)題是粉體行業(yè)永遠(yuǎn)無(wú)法繞開(kāi)的問(wèn)題，只有深入研究分散機(jī)理并結(jié)合實(shí)際粉體生產(chǎn)工藝，才能找到復(fù)合實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用的技術(shù)突破口。
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