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東莞砂磨機：分散劑在砂磨機精細研磨中的作用及合理選擇分散劑的技巧

超細研磨過程中分散劑的選擇是一項復雜而且難度大的工程，必須綜合考慮方方面面的因素，只有在保證分散劑對產品性能及體系無任何影響的情況下，選擇合適的分散劑及其用量，減少超細研磨漿料中顆粒之間軟團聚體，使顆粒在體系中分散穩定，提高超細研磨效果。

由于如何選擇適宜分散劑會直接影響到砂磨機超細研磨效果，因此，一直備受大家關注。接下來【康博機械】為大家淺析一下關于分散劑在砂磨機作業的時候有哪些關鍵作用：


一、研磨過程中的團聚現象

在砂磨機中，物料顆粒的粉碎首先主要是依靠高速運動的磨珠間的碰撞、擠壓、剪切實現物料顆粒的粒度變小，比表面積增大。在粒度逐漸細化的過程中，顆粒在范德華力、雙電層靜電作用等影響下會重新團聚。因此，可以認為顆粒超細粉碎到一定程度后，伴隨著一系列顆粒微觀上理化特性的質變，就會出現一個“粉碎?團聚”的可逆過程。當這正反兩個過程的速度相等時，便達到了粉碎過程中的動態平衡，則顆粒尺寸達到極限值。此時，進一步延長粉碎時間是徒勞的。因為這時的機械力已不足以解聚團聚體使顆粒進一步破碎，只能用于維持粉碎平衡，并有可能造成更多小顆粒團聚體，于是，所謂的“逆研磨”、“返粗”現象就會出現。從某種程度上說，分散劑的恰當選擇是解決“逆研磨”、“返粗”現象唯一的行之有效的途徑。分散劑可以影響顆粒之間的范德華力、雙電層靜電力、溶劑化膜和吸附層的空間斥力諸作用。

二、分散劑種類

應用于超細濕法研磨的分散劑有三大類，即無機類、有機類、有機聚合物類。
（1）無機類。常用的有聚磷酸鹽和硅酸鹽（如六偏磷酸鈉），廣泛應用于水性涂料，較小濃度即可分散多種無機顏料。但是，有資料表明聚磷酸鹽有促進霉變、起霜、后增稠、返粗等缺陷。
（2）有機類（聚合電解質）。聚合電解質是一個大分子，部分或全部由具有可電離基團的單體構成。該類分散劑多用于水性體系，對無機顏料的潤濕分散作用效果較好。
（3）有機聚合物類。a.天然高分子類：最具代表性的是卵磷脂，適用于溶劑型體系，對無機顏料和有機顏料的潤濕和分散均有效。b：合成高分子類：一般是長鏈聚酷的酸和多氨基鹽、聚丙烯酸衍生物、聚醚衍生物等。

目前市場上普遍采用的是有機聚合物類分散劑，聚合物類分散劑的特點是：
（1）無機分散劑會對電導率、介電常數帶來不良影響，在某些領域內使用受到限制，而聚合物分散劑則不受其限；
（2）在生產時具有可控的相對分子質量，而較高的相對分子質量有一定的分散穩定性；
（3）分散能力強，穩定效果好，對分散體系中的離子、pH值、溫度等因素敏感程度小；
（4）可顯著降低分散體系的黏度，改善分散體系的流變性，能節省機械操作時所需的能源。

聚合物類的分散劑種類繁多，即使同一種聚合物分散劑，不同廠家生產出的分散劑由于分子量不一樣，產品指標不一定，分散效果也千差萬別，這為分散劑的選擇增加了很大的難度，因此需要大量的研磨實驗才能最終確定。


三、分散劑的作用機理：
使用分散劑可以穩定分散顆粒體系，防止黏性介質的顆粒團聚。可通過三種可能的途徑：
（1）通過靜電排斥作用（DLVO理論，Deryagin-Landau-Verwey-Overbeek）；
（2）通過空間位阻作用（HVO理論，Hesselink-Vrij-Overbeek）；
（3）通過靜電排斥和空間位阻的綜合作用。

其過程如下：
（1）吸附于固體顆粒的表面，降低液-液或固-液之間的界面張力，使凝聚的固體顆粒表面易于濕潤。
（2）在固體顆粒的表面形成吸附層，固體顆粒表面的電荷增加，提高形成立體阻礙的顆粒間的反作用力。
（3）使固體粒子表面形成雙分子層結構，外層分散劑極性端與水有較強親合力，形成空間位阻效應。
（4）使體系均勻，懸浮性能增加，不沉淀。

一種適宜的分散劑應滿足以下要求：
（1）分散性能好，防止粒子之間相互聚集；
（2）與填料有適當的相容性；熱穩定性良好；
（3）成型加工時的流動性好；
（4）分散劑分子吸附顆粒為物理吸附，而不影響產品的性能；
（5）無毒、價廉。


四、 選用分散劑應考慮的因素
（1）溶劑體系。按介質不同劃分為水性、溶劑型、粉末等幾大體系。一般情況下，所用的分散劑是不通用的。首先應了解該助劑是用于水性的或是溶劑型，以與使用者的要求相吻合。如果用錯，不僅起不到潤濕分散效果，還會造成意想不到的結果。
（2）物料性質。不同物料其電荷性質不同，首先要分清是無機物還是有機物。產品應細化到某一物料使用某一助劑達到最佳效果的地步，但在實際生產過程中，并不一定能達到最佳效果。大多數分散劑還只是通用，這就需要使用者逐漸試驗進行選擇。
（3）體系相容性。在一個漿料體系中，所使用的助劑除了分散劑，可能還有流平劑、消泡劑等，其相容性就尤為重要。有些分散劑的乳化性能較強，很可能會使消泡劑乳化而喪失消泡能力。應注意相容性，有利于配方均衡，使產品綜合性能得以兼顧。
（4）不影響產品的性能。例如：無機分散劑的構成離子對陶瓷的電導率、介電常數等有不良影響，所以無機電解質類分散劑不能用于精細陶瓷原料的制備。選擇分散劑，一定是在不影響產品性能的前提下進行。
（5）良好的性價比。在低價的產品中使用高質高價的助劑，造成成本的大幅度上升，是很不經濟。選用何種分散劑，還要與產品的檔次相一致，以求合適的價格與性能。


五、選擇分散劑的方法

（1）在選擇分散劑時，可采用以下兩種方法進行：
① 用重力沉降法對分散劑效率進行初步篩選。相對沉降速率越小，上層清液濁度越大，最終沉降體積越小，說明分散效率越好。
② 測定漿料的粘度。加入分散劑引起粘度大幅度下降是分散劑的實際指標。使用該法可選擇最佳的分散劑及其用量。并非分散劑用量越大，粘度會越低。由于粘度的逆增長或平穩效應在分散劑濃度低時也常常表現出來，分散劑過量不僅會造成浪費，也會帶來其它負作用。

（2）針對不同物料選出最佳分散劑及其用量，為得到最佳的研磨配方和操作工藝，可根據以下思路進行研磨實驗。一般地，時間越短、細度越細的助劑、效果越好。
① 采用同樣的研磨配方和工藝，選用同樣用量、但品種不同的助劑，測定同樣研磨時間的細度或達到同樣細度時的研磨時間。
② 采用同樣的研磨配方和工藝，選用同樣助劑的不同用量、測定同樣研磨時間的細度或達到同樣細度的研磨時間。
③ 采用同樣的助劑和用量，改變研磨配方和投料次序，測定同樣研磨時間的細度或達到同樣細度的研磨時間。


六、分散劑分散效果的評定方法
選用分散劑后所達到的研磨效果如何，可采用以下方法進行評定:
（1）用粒度測試方法測定細度；
（2）利用電子顯微鏡可觀察濕顆粒的粒徑分布和聚集狀態，是否有絮凝、析出等現象；
（3）測定分散色漿的著色力和色相可以確定顏料分散得好壞。一般認為紅色帶黃相、黃色帶綠相、綠色帶藍相、藍色帶紅相時，顏料分散效果較好；
（4）測定漿料的貯存穩定性。如果分散效果不好，貯存后顆粒會形成絮凝，粘度增加。表明分散不完全，體系穩定性差。

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