La disperdibilità di polvere Influisce direttamente sulla sua stabilità, scorrevolezza, bagnabilità e uniformità nei solventi. In definitiva, determina la qualità del prodotto. In altre parole, la dispersione della polvere influisce direttamente sul valore applicativo dei materiali in polvere.
Dispersione di polveri e disperdenti
A causa dell'elevata area superficiale specifica e dell'elevata energia superficiale delle polveri ultrafini, le particelle tendono ad aggregarsi e agglomerarsi durante la preparazione e la post-lavorazione. Questo forma particelle secondarie che perdono le eccellenti proprietà originali delle particelle ultrafini.
Nei materiali in polvere, si verificano forze di van der Waals tra le particelle. Sono presenti anche forze repulsive generate dal doppio strato elettrico. Quando le forze repulsive tra le particelle superano le forze attrattive, le particelle si respingono. Questo causa la dispersione della polvere. Quando le forze attrattive sono più forti delle forze repulsive, le particelle si avvicinano e si agglomerano. Gli agenti disperdenti sono sostanze che si adsorbono sulla superficie delle particelle disperse in modo direzionale. Prevengono l'aggregazione del mezzo di dispersione e mantengono l'attività superficiale per un certo periodo. Una parte dell'agente disperdente si adsorbe sulla superficie della polvere. I segmenti a catena lunga si estendono nel mezzo di dispersione, favorendo efficacemente la dispersione della polvere.
Metodi di dispersione fisica per polveri
Metodo di dispersione meccanica
La dispersione meccanica è un metodo di dispersione fisica. Utilizza una forza di taglio esterna o una forza d'impatto per disperdere le nanoparticelle in un mezzo. Questo metodo generalmente utilizza materiali ordinari. mulini a sfere, mulini a perni, mulini turbo, o agitatori ad alta velocità a taglio. Lo stato ideale è l'omogeneità microscopica. L'ordinario mulino a sfere Ha una bassa efficienza di macinazione. Viene utilizzato per la dispersione secondaria di fanghi precedentemente dispersi dopo la sedimentazione. I mulini agitati e i mulini planetari sono più efficienti. L'agitazione è un processo di omogeneizzazione dei materiali. Oltre agli effetti fisici, può comportare chimico reazioni, ottenendo omogeneità microscopica.
Tuttavia, tutti i metodi di macinazione a sfere presentano alcuni svantaggi. Durante il processo di macinazione, particelle di usura possono penetrare nella polvere. Queste particelle diventano contaminanti. Ciò influisce sulla purezza della polvere e sulle prestazioni del prodotto finale.
Metodo di dispersione ultrasonica
Il meccanismo di dispersione ultrasonica si basa sulla propagazione degli ultrasuoni nel sistema di dispersione come onde stazionarie. Questo provoca un allungamento e una compressione periodici delle particelle di polvere. Gli ultrasuoni possono anche generare cavitazione nel liquido, favorendo la dispersione delle particelle. Le alte temperature localizzate, le alte pressioni, le onde d'urto e i microgetti prodotti dalla cavitazione ultrasonica indeboliscono le forze interparticellari. Questo previene efficacemente l'agglomerazione delle particelle. L'effetto di dispersione degli ultrasuoni dipende dalla frequenza e dalla potenza degli ultrasuoni stessi.
Metodo di dispersione elettromagnetica
Il metodo di dispersione elettromagnetica utilizza bacchette di agitazione ferromagnetiche. Queste bacchette si muovono nel campo magnetico generato dalla tensione alternata. Questo metodo è meno efficace per la dispersione di polveri ultrafini.
Metodo del flusso d'impatto
Questo metodo utilizza flussi turbolenti ad alta pressione e alta velocità ed effetti ultrasonici generati durante il processo di impatto-collisione. Ciò favorisce la dispersione delle particelle di polvere. La tecnica del flusso a impatto è adatta alla dispersione di polveri di dimensioni submicroniche.
Agenti disperdenti inorganici
Gli agenti disperdenti inorganici più comunemente utilizzati sono i polifosfati (come l'esametafosfato di sodio), i silicati e i carbonati. Il meccanismo di stabilità disperdente degli agenti disperdenti inorganici è la stabilizzazione elettrostatica. Questa prevede l'adsorbimento fisico, l'adsorbimento caratteristico o l'adsorbimento ionico-specifico. Questi metodi conferiscono alle particelle cariche positive o negative. Ciò aumenta la repulsione elettrostatica sulla superficie delle particelle. Innalza la barriera energetica sulla curva dell'energia potenziale. Di conseguenza, è meno probabile che le particelle si agglomerino durante il moto termico o browniano.
Conclusione
Nella dispersione di polveri ultrafini, la selezione di un mezzo disperdente appropriato è fondamentale. Il mezzo dovrebbe essere basato sulle proprietà superficiali delle particelle ultrafini. Il principio di base è che le particelle apolari si disperdono in liquidi apolari, mentre le particelle polari si disperdono in liquidi polari. Anche il pH e la temperatura del mezzo disperdente influiscono sulla disperdibilità. Questi fattori costituiscono la base per lo studio della disperdibilità delle polveri e la risoluzione dei problemi correlati.
Polvere epica
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