La dispersabilidad de polvo Afecta directamente su estabilidad, fluidez, humectabilidad y uniformidad en disolventes. En definitiva, determina la calidad del producto. En otras palabras, la dispersión del polvo influye directamente en el valor de aplicación de los materiales en polvo.
Dispersión de polvos y dispersantes
Debido a la gran superficie específica y energía superficial de los polvos ultrafinos, las partículas son propensas a la agregación y aglomeración durante la preparación y el posprocesamiento. Esto forma partículas secundarias que pierden sus excelentes propiedades originales.
En los materiales en polvo, existen fuerzas de van der Waals entre las partículas. También existen fuerzas de repulsión generadas por la doble capa eléctrica. Cuando las fuerzas de repulsión entre las partículas superan las fuerzas de atracción, estas se repelen entre sí. Esto provoca la dispersión del polvo. Cuando las fuerzas de atracción son mayores que las fuerzas de repulsión, las partículas se aproximan y se aglomeran. Los agentes dispersantes son sustancias que se adsorben en la superficie de las partículas dispersas de forma direccional. Previenen la agregación del medio de dispersión y mantienen la actividad superficial durante un período determinado. Una parte del agente dispersante se adsorbe en la superficie del polvo. Los segmentos de cadena larga se extienden en el medio de dispersión, lo que facilita la dispersión del polvo.
Métodos de dispersión física para polvos
Método de dispersión mecánica
La dispersión mecánica es un método de dispersión física. Utiliza fuerza de corte externa o fuerza de impacto para dispersar nanopartículas en un medio. Este método generalmente utiliza... molinos de bolas, molinos de pasadores, molinos turboo agitadores de alta velocidad de tipo cizallamiento. El estado ideal es la homogeneidad microscópica. El estado ordinario molino de bolas Tiene baja eficiencia de molienda. Se utiliza para la dispersión secundaria de lodos previamente dispersados después de la sedimentación. Los molinos agitadores y los molinos planetarios son más eficientes. La agitación es un proceso de homogeneización de materiales. Además de los efectos físicos, puede implicar químico reacciones, logrando homogeneidad microscópica.
Sin embargo, todos los métodos de molienda de bolas presentan algunas desventajas. Durante el proceso de molienda, pueden entrar partículas de desgaste en el polvo. Estas partículas se convierten en contaminantes, lo que afecta la pureza del polvo y el rendimiento del producto final.
Método de dispersión ultrasónica
El mecanismo de dispersión ultrasónica consiste en que el ultrasonido se propaga en el sistema de dispersión como ondas estacionarias. Esto provoca que las partículas de polvo experimenten estiramiento y compresión periódicos. El ultrasonido también puede generar cavitación en el líquido, lo que facilita la dispersión de partículas. Las altas temperaturas localizadas, las altas presiones, las ondas de choque y los microchorros producidos por la cavitación ultrasónica debilitan las fuerzas entre partículas, lo que previene eficazmente la aglomeración de partículas. El efecto de dispersión del ultrasonido depende de su frecuencia y potencia.
Método de dispersión electromagnética
El método de dispersión electromagnética utiliza varillas agitadoras ferromagnéticas. Estas varillas se mueven en el campo magnético generado por voltaje alterno. Este método es menos efectivo para dispersar polvos ultrafinos.
Método de flujo de impacto
Este método utiliza flujos turbulentos de alta presión y alta velocidad, y efectos ultrasónicos generados durante el proceso de colisión por impacto. Esto ayuda a dispersar las partículas de polvo. La técnica de flujo por impacto es adecuada para dispersar polvos de tamaño submicrónico.
Agentes dispersantes inorgánicos
Los agentes dispersantes inorgánicos más utilizados son los polifosfatos (como el hexametafosfato de sodio), los silicatos y los carbonatos. El mecanismo de estabilidad de los agentes dispersantes inorgánicos es la estabilización electrostática. Esta implica la adsorción física, la adsorción característica o la adsorción iónica específica. Estos métodos confieren a las partículas cargas positivas o negativas. Esto aumenta la repulsión electrostática en la superficie de la partícula y eleva la barrera de energía en la curva de energía potencial. Como resultado, las partículas tienen menos probabilidad de aglomerarse durante el movimiento térmico o browniano.
Conclusión
En la dispersión de polvos ultrafinos, la selección de un medio de dispersión adecuado es crucial. Este medio debe basarse en las propiedades superficiales de las partículas ultrafinas. El principio básico es que las partículas apolares se dispersan en líquidos apolares, mientras que las partículas polares se dispersan en líquidos polares. El pH y la temperatura del medio de dispersión también influyen en la dispersabilidad. Estos factores constituyen la base para estudiar la dispersabilidad de los polvos y resolver problemas relacionados.
Polvo épico
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