分散剂的分散稳定作用


      采用无机或有机小分子分散稳定的体系主要是静电稳定机制发挥作用,也就是说在式(1)的总势能中保留了前两项,此即众所周知的DLVO(Derjaguin-Landau-Verway-Overebeek)理论。该理论认为带电胶粒之间存在两种相互作用力:双电层重叠时的静电力和粒子间的长程范德华引力。它们的相互作用决定了胶体的稳定性。当范德华作用势占优时,胶体发生聚沉;当静电作用势占优并大到足以阻碍胶粒由于布朗运动而发生碰撞聚沉时,则胶体处于稳定态。DLVO理论成功地描述了稀悬浮体的胶体稳定行为。在浓悬浮体中,每一个颗粒都要和它周围的所有最近颗粒发生相互作用,许多研究者据此修正DLVO理论。

非离子型聚合物主要依靠空间位阻稳定机制实现陶瓷颗粒的稳定悬浮。静电稳定是热力学亚稳定,仅凭其单一作用往往不足以使陶瓷颗粒稳定悬浮,因此人们倾向于借助总势能中的空间稳定势Vsteric来使陶瓷浓悬浮体保持稳定。空间稳定势是吸附在陶瓷颗粒表面的聚合物之间产生的空间斥力位能(StericRepulsiveEnergy)。当陶瓷颗粒相互接近时,吸附在陶瓷颗粒表面的聚合物之间产生空间阻碍作用,空间斥力位能增加,使分散体系趋于稳定。空间位阻稳定是热力学稳定。

高分子聚电解质采用电空间稳定机制,即由静电稳定势Velect和空间稳定势Vsteric联合作用来实现陶瓷颗粒在水介质中的稳定分散,其分散效果取决于高分子聚电解质在陶瓷颗粒表面的吸附状态。研究表明:高分子聚电解质的吸附行为及其形态可以通过调节pH值和离子强度等来调控。例如阴离子型高分子聚电解质的离子化程度(α)pH值升高而升高。在较低的pH值时,离子化程度较低,高分子被吸附在一个致密层内,形成密实的缠绕结构,吸附层厚度较小;反之,pH值时,离子化程度较高,当完全解离时,高分子间的缠绕会由于相互作用链段的排斥作用而张开,此时吸附层厚度较大,分散效果较好。如果离子强度过高,则会由于屏蔽效应消弱链段的排斥作用,从而改变吸附层结构。