A dispersibilidade de pó afeta diretamente sua estabilidade, fluidez, molhabilidade e uniformidade em solventes. Em última análise, determina a qualidade do produto. Em outras palavras, a dispersão do pó impacta diretamente o valor de aplicação dos materiais em pó.
Dispersão de Pó e Dispersantes
Devido à grande área superficial específica e à energia superficial dos pós ultrafinos, as partículas são propensas à agregação e aglomeração durante a preparação e o pós-processamento. Isso forma partículas secundárias que perdem as excelentes propriedades originais das partículas ultrafinas.
Em materiais em pó, existem forças de van der Waals entre as partículas. Há também forças repulsivas geradas pela dupla camada elétrica. Quando as forças repulsivas entre as partículas excedem as forças de atração, as partículas se repelem. Isso faz com que o pó se disperse. Quando as forças de atração são mais fortes que as de repulsão, as partículas se aproximam e se aglomeram. Agentes dispersantes são substâncias que adsorvem na superfície das partículas dispersas de forma direcional. Eles impedem a agregação do meio de dispersão e mantêm a atividade de superfície por um determinado período. Parte do agente dispersante adsorve na superfície do pó. Os segmentos de cadeia longa se estendem no meio de dispersão, promovendo efetivamente a dispersão do pó.
Métodos de dispersão física para pós
Método de Dispersão Mecânica
A dispersão mecânica é um método de dispersão física. Utiliza força de cisalhamento externa ou força de impacto para dispersar nanopartículas em um meio. Este método geralmente utiliza moinhos de bolas, moinhos de pinos, moinhos turbo, ou agitadores de alta velocidade do tipo cisalhamento. O estado ideal é a homogeneidade microscópica. O estado comum moinho de bolas Possui baixa eficiência de moagem. É utilizado para dispersão secundária de suspensões previamente dispersas após a decantação. Moinhos agitadores e moinhos planetários são mais eficientes. A agitação é um processo de homogeneização de materiais. Além dos efeitos físicos, pode envolver químico reações, alcançando homogeneidade microscópica.
No entanto, todos os métodos de moagem de esferas apresentam algumas desvantagens. Durante o processo de moagem, partículas de desgaste podem penetrar no pó. Essas partículas se tornam contaminantes. Isso afeta a pureza do pó e o desempenho do produto final.
Método de dispersão ultrassônica
O mecanismo de dispersão ultrassônica consiste na propagação do ultrassom no sistema de dispersão como ondas estacionárias. Isso faz com que as partículas de pó sofram alongamento e compressão periódicos. O ultrassom também pode gerar cavitação no líquido. Isso auxilia na dispersão das partículas. As altas temperaturas localizadas, as altas pressões, as ondas de choque e os microjatos produzidos pela cavitação ultrassônica enfraquecem as forças interpartículas. Isso previne efetivamente a aglomeração de partículas. O efeito de dispersão do ultrassom depende da frequência e da potência do ultrassom.
Método de Dispersão Eletromagnética
O método de dispersão eletromagnética utiliza barras de agitação ferromagnéticas. Essas barras se movem no campo magnético gerado pela tensão alternada. Este método é menos eficaz para dispersar pós ultrafinos.
Método de Fluxo de Impacto
Este método utiliza fluxos turbulentos de alta pressão e alta velocidade e efeitos ultrassônicos gerados durante o processo de colisão por impacto. Isso ajuda a dispersar partículas de pó. A técnica de fluxo de impacto é adequada para dispersar pós em nível submicrométrico.
Agentes Dispersantes Inorgânicos
Os agentes dispersantes inorgânicos mais comumente utilizados são polifosfatos (como hexametafosfato de sódio), silicatos e carbonatos. O mecanismo de estabilidade dos agentes dispersantes inorgânicos é a estabilização eletrostática. Isso envolve adsorção física, adsorção característica ou adsorção íon-específica. Esses métodos conferem às partículas cargas positivas ou negativas. Isso aumenta a repulsão eletrostática na superfície da partícula. Isso eleva a barreira de energia na curva de energia potencial. Como resultado, as partículas têm menor probabilidade de se aglomerar durante o movimento térmico ou browniano.
Conclusão
Na dispersão de pós ultrafinos, a seleção de um meio de dispersão apropriado é crucial. O meio deve ser baseado nas propriedades superficiais das partículas ultrafinas. O princípio básico é que partículas apolares se dispersam em líquidos apolares, enquanto partículas polares se dispersam em líquidos polares. O valor do pH e a temperatura do meio de dispersão também afetam a dispersibilidade. Esses fatores formam a base para o estudo da dispersibilidade de pós e a resolução de problemas relacionados.
Pó épico
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