高固含量浆料对分散剂的需求分析

引言

在高固含量浆体中,分散剂必须能够处理更高密度的颗粒,因此需要比稀释体系更强大的稳定性。主要要求包括更强的吸附性、双重稳定机制、精确的剂量以及与浆体特定化学和物理特性的兼容性。


高固含量挑战

高固含量带来了许多分散剂必须克服的挑战:

□  高颗粒密度:颗粒间相互作用增强,更容易发生团聚,从而增加粘度并导致沉降。

□  自由体积减小:可供颗粒移动的液体空间减少,这会增加阻力,使分散更难实现和维持。

□  增稠和凝胶化:分散性差的高固含量浆体可能会出现高粘度或凝胶化,阻碍流动和加工。

□  胶结:在采矿和运输过程中,如果浆体不保持流动,分散性差会导致管道或储罐中固体颗粒“胶结”,而分散剂有助于防止这种现象。


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关键分散剂要求

为了应对这些挑战,用于高固含量浆料的分散剂必须具备特定的性能。


强大的稳定机制

◇  静电空间位阻稳定:最有效的高固含量分散剂兼具静电和空间位阻效应。

◇  静电排斥:吸附分子在颗粒表面带上电荷,产生排斥力,使颗粒彼此分离。

◇  空间位阻:从颗粒表面延伸出来的聚合物链形成物理屏障,防止颗粒过于靠近而发生团聚。

◇  强效多点吸附:分散剂必须具有强效的“锚定”基团,能够牢固地吸附在颗粒表面,防止在剪切作用下或长时间作用下发生解吸。对于聚羧酸盐,这是通过聚合物链上的多个锚定点来实现的。

◇  高分子量:用于高固含量体系的分散剂通常具有较高的分子量,以提供足够的空间位阻并覆盖更大的颗粒表面积。长长的聚合物“尾巴”对于在密集的浆体中形成有效的排斥屏障至关重要。


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高固含量陶瓷浆料因其颗粒密度高、自由体积小的特性,对分散剂提出了更严苛的要求。成功的分散解决方案需依赖兼具静电排斥与空间位阻的双重稳定机制,并通过高分子量聚合物的强效锚定与长链屏障作用,在密集颗粒环境中维持浆料稳定性。深入理解高固含量体系的独特挑战与分散剂的关键性能要求,是实现高效陶瓷成型工艺与优质产品制造的重要基础。