적절한 분산제를 선택하여 방지합니다. 초미립자 분말 응집 포괄적인 고려가 필요합니다 가루 특성, 분산 매체 및 처리 조건에 따라 달라집니다. 주요 원칙과 전략은 다음과 같습니다.
분산제 유형을 선택하십시오. 가루 형질
표면 전하 및 극성 매칭
극성 분말 (세라믹, 산화물 등): 초미립 분말의 정전기적 반발을 통한 응집을 방지하기 위해 음이온성 분산제(예: 폴리아크릴산나트륨, 헥사메타인산나트륨)를 사용하는 것이 좋습니다. 예를 들어, ZnO는 pH 5에서 이중층 반발을 통해 안정적으로 분산됩니다.
비극성 분말(그래핀 등) 카본 블랙): 비이온성 분산제(예: PVP, PEG)를 사용하여 입체 장애를 통해 접촉을 방지합니다. 고표면 에너지 물질(예: 나노 실리콘 카바이드)의 경우, 현장 기능화(예: 실란 커플링제)를 결합하여 흡착 강도를 향상시킵니다.
입자 크기 및 비표면적
나노분말(<100 nm): 입체층의 간섭을 최소화하기 위해 저분자량 분산제(예: 올레산 암모늄, 티타네이트)를 사용하고, 분산을 유지하기 위해 동적 공정(예: 초음파 지원)을 결합합니다.
미세분말: 고분자량 분산제(예: 블록 공중합체)는 긴 사슬 흡착을 통해 밀도가 높은 장벽을 형성하여 더욱 효과적입니다.
분산매체 및 시스템 환경 적응
수계
고극성 매체: 정전기 이중층 반발을 이용하려면 카르복실산염(예: DA 분산제) 또는 인산염(예: 피로인산나트륨)을 선택하십시오. 예를 들어, 지르코늄 실리케이트는 pH = 7에서 규산나트륨 분산제를 사용하여 균일하게 분산됩니다.
전해질을 함유하는 시스템: 높은 이온 강도가 이중층을 압축하는 것을 방지하기 위해 내염성 분산제(예: 폴리에테르 변성 실록산)를 추가합니다.
비수성 또는 유성 시스템
유기 용매(예: 에탄올, 아세톤): 소수성 사슬 분산제(예: 인산염, 올레산나트륨)를 사용하여 소수성 상호작용을 통해 입자를 흡착합니다. 예를 들어, 잉크의 카본 블랙은 종종 폴리옥시에틸렌 에테르 분산제로 분산됩니다.
pH 민감 시스템
분산제 흡착을 최적화하려면 pH를 조절하십시오. 예를 들어, 산화알루미늄은 트리에탄올아민을 사용하여 알칼리성 조건에서 분산되는데, 이때 산화알루미늄의 히드록실기는 입자 표면과 안정한 수화층을 형성합니다.
분산제 성능 및 투여량 최적화
흡착 강도 및 안정성
분말 표면의 작용기(예: 금속 산화물의 카르복실기)와 일치하는 분산제를 선택하십시오. 예를 들어, 그래핀은 산화-환원 반응을 통해 카르복실기를 접목시킨 후 PVP와 안정적으로 흡착됩니다.
고온 시스템(예: 내화 재료)의 경우 500°C에서 흡착층을 그대로 유지하는 열적으로 안정적인 분산제(예: 티타네이트, 지르코늄 알루미늄)를 선택합니다.
금액 조절
일반적인 분산제 사용량은 분말 질량의 0.5%~3%입니다. 초미립 분말은 비표면적이 크기 때문에 더 높은 사용량이 필요하지만, 과도한 사용량은 시스템 점도를 증가시키거나 성능을 저하시킬 수 있으므로 피해야 합니다. 예를 들어, 에폭시 수지의 나노-SiO₂에 5% 이상의 분산제를 사용하면 코팅 힘.
시너지 전략의 융합
물리적-화학적인 콤비네이션: 단단한 응집물을 분해하기 위해 초음파 사전 분산을 사용하고, 안정성을 유지하기 위해 분산제 흡착을 병행합니다. 예를 들어, 다이아몬드 미세 분말은 초음파 처리 후 폴리아크릴산나트륨을 첨가하면 분산 효율이 60%만큼 향상됩니다.
다중 성분 혼합: 분자량이 다른 분산제를 혼합하여(예: PEG 200과 PEG 4000을 5:1 비율로 혼합) 최적화합니다. 입자 크기 분포. 예를 들어, 초미립 황산바륨은 좁은 분포를 위해 폴리에틸렌 글리콜 혼합물에 분산됩니다.
애플리케이션 시나리오 적응 및 프로세스 연결
건식 분산 시스템
정전기 분산(예: 코로나 충전) 또는 유동층 기술을 사용하십시오. 분산제는 정전기 방지 특성을 가져야 합니다. 예를 들어, 40%는 30~50 kV 전압에서 석탄 분말의 초미세 분산을 향상시킵니다.
습식 분쇄 및 슬러리 시스템
분쇄 공정(예: 샌드 밀, 폴리아크릴레이트 암모늄)을 기반으로 분쇄 보조 분산제를 선택합니다. 볼밀) 슬러리 점도를 낮추기 위해 사용합니다. 예를 들어, 세라믹 바인더 볼 밀링 시 0.5% 분산제를 첨가하면 응집체 크기가 0.186μm로 줄어듭니다.
고온 소결 또는 건조 공정
동결건조 또는 분무건조의 경우, 잔류물 영향을 줄이기 위해 분해성 분산제(예: 전분 유도체)를 선택하십시오. 예를 들어, 나노산화알루미늄은 동결건조 중 단단한 응집을 방지합니다.
검증 및 최적화
실시간 모니터링
레이저 입도 분석기와 제타 전위 측정기를 사용하여 분산 효과를 평가하고 분산제 종류와 양을 조절하십시오. 예를 들어, ATO 슬러리는 제타 전위의 절대값이 최대일 때 pH=11에서 가장 우수한 분산성을 보입니다.
호환성 테스트
분산제가 최종 제품의 전도성 및 투명도와 같은 특성에 미치는 영향을 평가합니다. 예를 들어, PVP 잔류물은 전도성 슬러리의 저항률을 20%만큼 증가시킬 수 있으므로 잔류물이 적은 분산제가 필요합니다.
결론
분산제 선택은 초미립 분말 응집을 방지하기 위해 분말, 매질 및 공정 간의 상호작용에 중점을 두어야 합니다. 표면 특성과 시스템 극성을 일치시키는 것을 우선시하고, 동적 공정을 통해 흡착 안정성을 최적화하며, 블렌딩 및 실시간 모니터링을 통해 장기 분산을 보장해야 합니다.
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