納米粒子粒徑小、表面能高,有自發團聚的趨勢,團聚會對納米粉體優勢的發揮帶來很大影響,因此,改善納米粉體在液相介質中的分散和穩定性一直以來都是業內持續關注的重點課題。納米粉體的分散是指粉體顆粒在液相介質中分離散開并在整個液相中均勻分布的過 程,根據分散方法的不同可分為物理分散和化學分散。
物理分散包括超聲波分散、機械力分散等,本篇主要對物理法分散納米粉體作簡要介紹。
超聲波法
超聲分散是一種強度很高的分散手段,是將顆粒懸浮體暴露于超聲場中,通過超聲波加以處理,其作用原理普遍認為與空化作用有關。
超聲波以介質為傳播載體,傳播過程中存在著正負壓強交變周期,介質因此受到擠壓和牽拉。當作用于液體介質的超聲波振幅足夠大時,負壓區內的液體介質就會斷裂形成微泡,微泡逐漸膨脹成為空化氣泡。空化氣泡可能溶解于液體介質當中,可能上浮消失,也可能因脫離超聲場的共振相位而潰陷,這種現象就是空化作用。
空化作用可以產生微射流和巨大的沖擊力,使局部高溫高壓,納米粉體的表面能在其作用下削弱,由此防止團聚并充分分散。盡管超聲波用于超細粉體懸浮液的分散時可獲得理想效果,但由于能耗大、成本高,目前較少用于工業生產。
機械分散法
機械分散借助研磨介質高速運動時產生的剪切力或撞擊力等機械力的綜合作用使納米粒子充分分散,主要包括普通球磨、振動球磨、機械攪拌等方法。
普通球磨是最常用的機械分散方式,其效率與填充物的性質和數量、磨球的性質和數量、設備轉速等很多因素有關,研磨效率較低。振動球磨的效率遠高于普通球磨,其利用研磨腔體高頻振動時產生的作用力來粉碎顆粒。強烈的機械攪拌也是破碎團聚的有效方法,主要靠沖擊、剪切和拉伸等的綜合作用分散物料。
盡管球磨是目前最常用的分散方法,但其缺點顯著。研磨過程中,由于介質之間、介質與腔體、介質與物料或物料與腔體之間的撞擊和研磨,會導致研磨腔體和介質的磨損,磨損的物質會成為物料中的雜質,并對物料的純度和性能產生影響。此外,球磨過程極其復雜,機械力的作用也會改變物料的物理化學。
總之,納米粉體表面積大、表面能高、范德華力強、表面懸鍵多等特性大大提高了其分散的難度,分散體的性質對于各種工藝參數也有著高強度的敏感性。因此,針對納米粉體的性質,只有精確控制分散過程中的可變因素,才能得到穩定的分散體系。
埃爾派為你推薦埃爾派知識分享:納米粉體的分散工藝。我們將幫助你了解更多關于產品使用、維修、保養的專業資訊信息,同時你還可以了解工藝解答其它信息或瀏覽超微粉碎產品百科。