A. 納米粉體分散過程的預處理方法
納米粉體分散過程的預處理方法
1.在液相中機械研磨分散方法
(1)機械研磨分散
機械分散法是藉助外界剪切力或撞擊力等機械能,使納米粒子在介質中充分分散的一種方法。機械分散法有研磨、普通球磨、振動球磨、膠體磨、空氣磨、機械攪拌等。
機械攪拌的主要問題是:一旦顆粒離開機械攪拌產生的湍流場,外部環境復原,它們又有可能重新形成聚團。因此,用機械攪拌加分散劑的雙重作用往往可獲得更好的分散效果。
2.在氣相的分散方法
(1)乾燥分散
在潮濕的空氣中,粉體顆粒間形成的液橋是粉體團聚的主要原因,固體物料的乾燥包括兩個基本過程,首先是對物料加熱並使水分汽化的傳熱過程,其次是氣化的水擴散到氣相中傳質過程。因此,杜絕液橋的產生或破壞已形成的液橋是保證顆粒分散的主要手段之一。絕大多數粉體生產過程中都採用加溫乾燥預處理。
(2)氣相機械分散方法
機械分散是指用機械力把顆粒團聚打散,它的必要條件是機械力(指流體的剪切力及壓應力)應大於顆粒間的粘著力。盡管互相粘結的顆粒可以在分散器中被打散,但它們之間的作用力沒有改變,當顆粒排出分散器後又有可能重新黏結聚團。用機械攪拌加分散劑的雙重作用往往可獲得更好的分散效果。
不管超細粉體採用哪種分散方法,分子間的作用力是不能消除的,只能施加外力減弱,而分散劑的作用就是在機械外力消失後,起到一個減弱分子間作用力的作用,達到均勻分散的效果。
B. 怎麼實現無機納米顆粒在透明樹脂中透明分散
不飽和聚酯透明樹脂仿製水晶的製作工藝主要是採用完全透明的水晶樹脂,經一次性灌注而形成。生產這種產品,原材料是關鍵,首先是要選擇好的透明樹脂和無色的鈷促進劑以及固化劑,這是做好樹脂仿水晶工藝品的必要前提條件。
C. 納米材料分散的方法選擇
納米材料團聚是個比較難解決的問題。有些是在納米材料中加入一些表面活性劑,讓材料穩定。但是由於添加了其他的成分,對材料多少會造成一定影響。最好是找到一種方法,不改變原材料的配方,直接使納米材料分散。
我們做過一些有益的探索,希望可以提供一些借鑒。我們做過一種納米材料,簡單說下處理的流程:首先用超聲波處理,使材料盡可能的分散開來。然後使用高壓均質機來進行分散。我們用過多個進口品牌高壓均質機。國產的均質機也都用過了。但是這些高壓均質機處理過程中無法控制溫度,樣品經處理後溫度升高很快。結果導致材料團聚嚴重,無法通過納米級的濾膜。我們全國各地跑了很多地方去做實驗,摸條件,但是一直沒有找到適合的高壓均質機,為此這個項目只能暫時擱置了。希望能早日找到合適的設備將這個項目進行下去!我們課題的負責人看到大家辛苦多年的心血就這樣被耽擱了,心裡那個難受啊。
D. 使助劑在樹脂內均勻分散的方法
混合均勻是塑料復配方改性的基本要求制,也是要求助劑在樹脂的形成均勻分布。助劑分布不均勻不僅不能提高原有樹脂的性能,還可能因為填料分布不均勻出現性能比純樹脂的性能更差。提高助劑的均勻混合常用方式:1.合理排序所加入的填料,如:偶聯處理過程中,填料先進,升溫脫水後,再加入偶聯劑;2.組分要分主次次序加入體系中,大批量的填料可以分成多批次加入,便於混合均勻。
E. 如何使納米粉末均勻分散在有機溶劑中
1、正常都得具備兩個條件:分散手段和分散劑;
2、分散手段:高速剪切、球磨、高壓均質、超聲的一種或幾種串聯;
3、分散劑:如果粉體在溶劑中能直接通過以上的手段分散,則不需要分散劑,不過不用分散劑可以分散的可能性不大。通常會加入與溶劑匹配的分散劑,通過以上手段進行分散,分散劑一般都是聚合物類的,具體情況還得看樓主的粉體是什麼,溶劑是什麼。
4、希望對你有用。
F. 影響納米粒子分散的主要因素有哪些
隨著科學技術的飛速發展,人們對高性能材料,功能性材料的要求越來越高。由於納米材料具有大的比表面積,隨粒子半徑的減小,其表面的原子數、表面能和表面張力都急劇增大,同時具有小尺寸的效應、量子尺寸效應和量子隧道效應,使得納米材料在光、熱、電、磁場等方面都表現出不同與傳統材料的特性,被譽為最有前途的材料。目前納米材料在信息,能源,環境和生物技術等高科技產業中的應用已取得了初步的成果。但在應用的過程中,由於納米粒子表面的高活性,使其易發生團聚的現象,形成尺寸較大的團聚體,而影響其性能。在許多的生產工藝和加工工藝中,往往需要將納米微粒均勻的分散在液相介質中,盡可能的減少團聚,以穩定的懸浮液的形式存在,因此納米微粒的表面進行改性處理和均勻的分散,是開發新型納米材料的關鍵的問題之一。納米微粒的表面處理是通過物理或化學方法將表面處理劑吸附在微粒的表面上反應,形成表面改性層,從而改善微粒的表面性能。納米微粒的表面改性方法主要有:(1)沉積法反應,利用有機或無機物在粒子表面涫積一層包覆層,以改變粒子表面性質。(2)機械化學改性,利用粉碎、摩擦等方法使分子晶格發生位移,內能增大,在外力作用下活性的為例表面與其他物質發生反應、吸附,增強粒子表面活性。(3)外膜層法改性,在納米微粒表面均勻包覆一層其他物質的膜,形成表面改性層,從而改善粒子表面結構和表面性能;通過利用不同的表麵包覆劑可獲得不同性能的納米微粒,以滿足不同的需求。常見的包膜劑有無機物質和有機物質等。(4)表面化學法改性,利用電荷轉移給合體,通過有機官能團對粒子表面進行化學吸附或化學反應,使表面活性劑覆蓋於離子表面。如硅烷、鈦酸酯類偶聯劑、硬脂酸、有機硅、聚電解質等作為電荷轉移絡合體。(5)高能量法改性,利用電暈放電、紫外線、等離子體放射線等高能量的手段對納米粒子[KMB]3、納米微粒的分散納米粒子在液相介質中的分散狀態主要依靠於粒子之間的相互作用。目前,納米粒子均勻地穩定分散於液相介質中,通常採用三種穩定機理:(1)靜電穩定的機理(又稱為雙電穩定機理):在液相介質中,通過調節PH值或加入適當的電解質,使得微粒表面吸引異電離子形成雙電層,雙電層間的庫侖排斥力大大降低了粒子的電解質,使得微粒表面吸引異電離子形成雙電層,以電層間的庫侖排斥力大大降低了粒子團聚的引力,從而使納米粒子分散。微粒的表面的電位和溶液強度是粒子在液相介質中靜電穩定的兩個最主要的因素。JohnnyWidegren等人以乙醇為介質得到納米TiO的穩定的懸浮液,並在檸檬酸的作用下將微米級SiC,Al2O均勻的分散在乙醇中,磁性納米粒子一直徑在6-12nm,表面帶有正電荷,在不加其他填充劑,以硝酸調節PH(2)空間位阻穩定機理:在液相介質中加入不帶電高聚物,納米粒子表面吸附高聚物,形成了一個聚合物包覆納米微粒的微胞,高聚物之間的空間阻礙產生排斥力,使懸浮液穩定,粒子在低介電常數的有機溶劑中分散,常常被認為是按空間位阻機理進行的。如液相反應中引入聚乙二醇,聚乙二醇分子產生位阻作用,阻礙納米微粒進一步[KMB](3)電空間位阻機理:選用一個既提供空間位阻作用同時又具有靜電排斥作用的聚電解質為分散劑,調節懸浮液的PH值,使納米顆粒表面吸附的聚電解質達到飽和吸附量和最大電離度,從而增加雙電層斥力,使粒子均勻穩定的分散。常用的多為高分子聚電解質,陰離子型高分子聚電解質,以聚丙烯酸和聚甲基丙烯酸的銨鹽或納鹽為代表。納米氧化鋯的微粒表面帶有正電性,很容易以靜電作用吸附聚甲在丙烯酸銨電離出來的帶負電的羧酸基集團,使微粒的表面帶有負電荷,其等電點發生偏移,調節PH值,提高zeta的電位,而使微粒間因斥力而均勻的分開。在氧化鋁的水懸浮液中,採用高分子的聚電解質PMAA-Na為分散劑,改變溫度可以有效的改變其分散穩定性。常見的陽離子型的高分子聚電解質,以聚乙烯亞胺(PEI)為代表,在酸性條件下PEI中的鹼性基-NH-,結合氫離而表面帶有正電性,調節PH值,可得到納米氧化鋯的穩定均勻的懸浮液。用兩種類型聚合物形成的嵌段或接枝共聚物為分散劑,能更有效的分散納米微粒。4-乙烯基吡啶和甲基丙烯酸鈉的嵌段共聚物是用在高含固量TiO的水分散液中的有效的分散劑。在水相中分散納米BaTiOPMAA-PEO嵌段共聚作為分散劑,其中聚甲基丙烯酸部分為電解質,可以通過靜電的作用吸附到膠粒的表面;PEO部分是非離子型的,可溶於水中形成空間位壘,阻止顆粒間由於范德華力作用而發生團聚。調整甲基丙烯酸甲酯親油基與丙烯酸銨親水基的不同配比後得到的共聚物可作為納米氧化鋯在水中的懸浮液的分散劑,不同的比例,分散的效果不同。
G. 簡述納米微粒分散的常用方法及原理
一、納米氧化鐵的團聚及分散原理
納米氧化鐵粉體的團聚可分為軟團聚與硬團聚。軟團聚主要是由於粉末顆粒間的范德華力和庫侖力所致,這種團聚可以通過分散劑或者輕微的機械力(研磨、超聲、高速剪切等)消除。而硬團聚主要是由於化學鍵的強烈結合而產生的,通過強的機械作用(研磨),也不容易達到分散的效果。
二、納米氧化鐵分散方法
理想的納米氧化鐵粉體應該具有超細(1-100納米)、無團聚及尺寸分布窄等特點,而且現在返團聚過程主要是成膠過程及乾燥後的過程,為了消除納米氧化鐵粉體的團聚,主要採用以下幾種方法:
1. 加入反絮凝劑。
通過高速攪拌的作用,在納米氧化鐵表面形成雙電層,同時選擇合適的分散劑(與反絮凝劑具備相反的電荷層),在納米氧化鐵表面受方絮凝劑電荷吸引,形成雙電荷層,由於帶點粒子間吸附的是相同的電荷層,粒子間產生斥力,阻止返粗的發生,實現粒子分散。
2.分散劑的作用
在納米氧化鐵體系中,加入分散劑的作用主要是通過分散劑吸附性,改變粒子的表面作用力/電荷分布,從而產生靜電穩定和空位位阻作用來達到均勻分散的效果。
不管在成膠過程中貨乾燥後或者軟硬團聚,都需要通過部分機械力將原有的團聚體打開,再加入反絮凝劑或者分散劑,來將打開的粒子包覆一層去除作用力/電荷的有機包覆層,達到均勻分散的效果。
H. 納米材料在測SEM時要怎麼分散的更好些
對於零維和一維納米材料,SEM觀察時需要分散。一般使用有機溶劑加分散劑,超聲波分散,離心沉澱後用吸管取上清液,滴在干凈的矽片或載玻片上,乾燥後用導電膠帶粘取。
具體沉澱時間或離心機的參數,需要多做幾次試驗,針對不同的材料特點,選擇好的條件。
I. sem測試納米粒子在樹脂中的分散用固化好的樹脂還是未經固化的
1、葯物與輔料的性質要相近進行粉末直接壓片時,葯物與輔料的堆密度、粒度及粒度分布等物理性質要相近,以利於混合均勻,尤其是規格較小、需測定含量均勻度的葯物,必須慎重選擇各種輔料。
2、不溶性潤滑劑須最後加入用於粉末直接壓片的不溶性潤滑劑一定要最後加入,即先將原料與其它輔料混合均勻後,再加入不溶性潤滑劑,並且要控制好混合時間,否則會嚴重影響崩解或溶出。另外,以預膠化澱粉、微晶纖維素等為輔料時,硬脂酸鎂的用量如果較多且混合時間較長,片劑有軟化現象,所以一般用量應在0.75%以下,而且要對混合時間、轉速及強度進行驗證。
3、混合後要進行含量測定與常規濕法制粒的生產工藝一樣,進行粉末直接壓片的各原輔料混合後要進行含量測定,以確保中間產品和成品的質量符合規定標准。
4、小試後須進行充分的試驗放大一般情況下,用粉末直接壓片工藝壓制的不合格片劑不宜返工。因為返工須將片劑重新粉碎,粉碎後物料的可壓性會顯著降低,以致不適於進行直接壓片。所以,從小試至大生產,必須進行中試,並經過充分的驗證,且中試應採用與以後大生產相同類型的設備,以使確定的參數對大生產有指導作用。
5、微晶纖維素的使用片劑硬度和脆碎度不合格時,可以加入微晶纖維素,其用量可高達65%;還可以採用先壓成大片,然後破碎成顆粒,再行壓片的方法,可得到滿意的結果。
6、及時處理壓片中的異常情況在壓片過程中,應按標准操作程序及時取樣,觀察片劑的外觀及測定片重差異、硬度、脆碎度、崩解時間、片厚等質量指標,並觀察設備運行情況,出現異常情況應及時報告並採取應急措施,詳細記錄異常現象和處理結果,進行詳細的分析,以確保產品質量。
J. 如何評價填料在樹脂中的分散效果
一、顏填料分散過程機理探討
供應形式的顏料都處於團聚狀態, 依靠分散設備施加的機械能破壞原生顆粒之間的內附著力, 原生顆粒被分散。一旦被分散, 原生顆粒就有重新團聚的趨勢, 這一過程稱作絮凝。從結構觀點看, 絮凝非常類似於團聚, 只不過是用樹脂溶液代替空氣填充了顏料之間的空隙。為阻止絮凝, 必須依靠分散劑以某種形式結合在顏料粒子周圍, 並提供空間位阻、電荷斥力等維持分散狀態穩定。各國學者對分散穩定的理論提出了許多模型,其中比較成熟的有雙電層理論、空間位阻理論等。其核心是如何有效阻止分散狀態的顏料粒子重新聚集。
雙電層理論又稱靜電穩定理論, 將分散狀態的顏料粒子表面描述為雙電層結構。當賦予顏料粒子表面某種電荷以後, 相反電荷的帶電離子雲會圍繞其周圍。當兩個微粒靠近時, 電荷斥力將阻止其靠近, 從而阻止絮凝。這類分散劑分子中通常含有大量羧基或磺酸基, 用於提供電荷。在以水為主的高電解質媒介中, 該模型發揮主要穩定作用。
溶劑型體系中起主要作用的是空間位阻理論。該理論中分散劑分子被設計為一端為親顏料基團, 另一端為樹脂相容鏈段。分散劑分子依靠親顏料基團吸附在顏料粒子表面, 樹脂相容鏈段溶解在樹脂溶液中, 從而在顏料粒子周圍形成空間位阻, 阻止微粒靠近。
無論哪個理論,最重要的一點是相同的, 即分散劑分子對顏料粒子的吸附。為了增強分散劑分子與顏料粒子的結合力, 在新型高分子分散劑的設計中, 分散劑分子常被設計成嵌段聚合物、梳形聚合物、超枝化聚合物等。
某些有機顏料例(如酞青藍)其表面很難與分散劑分子形成牢固的吸附。為了增強分散劑和顏料粒子的結合力, 經常在顏料後處理或者分散過程中添加一種顏料增效劑, 如畢克化學提供的BYK - SYNERG IST 2100, 能顯著提高分散效果。顏料粒子與分散劑分子的結合被稱為錨固作用, 主要依靠氫鍵、極化作用和范德華力實現。而某些顏料的分子結構中既不存在形成氫鍵的供體和受體, 又缺乏極性或可極化的基團,因此很難與分散劑分子形成強的錨固作用。
所謂顏料增效劑實際上是一種顏料衍生物, 將顏料分子引入極性基團或可以形成氫鍵的基團, 從而增強錨固作用。實際上在顏料化處理中, 添加很少量的顏料衍生物, 可以明顯改善顏料的分散性能和其他性能。此類顏料衍生物具有與顏料相似的骨架結構,並含有特定基團或聚合物鏈。
二、基於吸附競爭理論的分散思路
以上顏料分散機理沒有考慮顏料粒子吸附的空氣分子、水分子和溶劑分子的影響。實際上團聚狀態的顏料粒子表面被空氣和水分子包圍, 分散以後的顏料粒子被溶劑包圍。空氣、水和溶劑對分散過程肯定會產生影響。在潤濕過程中,顏料粒子周圍吸附的空氣分子首先被溶劑分子所替代。然後是分散劑分子中的顏料親和基團跟顏料粒子結合, 發生錨固作用。但顏料粒子的大部分表面仍然被溶劑分子所吸附。因此, 有理由認為分散劑和溶劑在顏料表面形成吸附競爭。
從熱力學的角度分析, 由於分散劑分子經過專門設計, 對顏料表面的吸附力有競爭優勢, 因此使得分散體系維持穩定。從動力學的角度分析, 在顏料表面吸附的溶劑分子被分散劑的親顏料基團取代之前, 顏料粒子表面被溶劑分子包圍。分散劑大分子在溶劑中展開以後其分子鏈周圍也被溶劑吸附, 即被溶劑化。因此, 顏料粒子表面的溶劑分子和分散劑分子周圍的溶劑分子必須同時被排擠開, 然後分散劑分子和顏料粒子的結合才能完成。這個過程中, 溶劑分子分別與顏料粒子和分散劑分子之間的范德華力不可以忽略, 且表現為對分散的阻力。於是, 可以設想, 將這個過程中的溶劑去掉, 或者在分散的後期將溶劑抽出, 必然有利於分散。排除溶劑的競爭以後, 由於接觸面積增大, 顏料粒子和分散劑分子之間即便不能形成氫鍵和極化作用, 單純依靠范德華力, 也可以獲得牢固的錨固作用。
第一個思路是在加熱的情況下, 使分散劑處於熔融狀態,直接參與研磨。這樣直接由分散劑分子取代顏料粒子表面吸附的空氣分子而結合。這個思路的優點是能耗低、效率高, 缺點是熔融狀態的分散劑黏度不能太大, 這就要求分散劑的相對分子質量不能太高。另一個思路是前期有溶劑參與, 因為溶劑能夠使得顏料粒子比較容易被潤濕, 即先由溶劑分子取代顏料粒子表面的空氣分子, 然後加熱或者負壓或者同時加熱加負壓, 使得溶劑揮發出來, 促進顏料粒子和分散劑分子的緊密結合。這個思路的優點是適用於大多數分散劑, 缺點是揮發溶劑能耗高。
三、基於納米技術的分散思路
近年來納米材料的研究取得長足進展, 納米材料的分散也是一個重要課題, 並且與顏料的分散有很多相通之處。顏料的加工過程跟納米材料類似, 並且多數顏料的原始粒子為納米級, 因此, 需要對顏料的加工工藝加以改進,把納米級的顏料粒子分散在漆基樹脂或者通用樹脂之中, 製成納米顏料預分散體。其優點是色強度高, 透明度好, 色值和其他各項性能穩定。對塗料、油墨以及噴繪墨水、液晶材料等應用都不會有粒徑的限制。
如果納米級的顏料粒子粒徑足夠小, 其表面能和吸附能力非常高, 可以使被吸附的官能團喪失化學活性。這個強度已經大於氫鍵和極化作用。按照這個思路, 就不用專門設計多種多樣的適用於不同顏料的分散劑。而是直接用載體樹脂或者用通用樹脂參與分散, 採用無溶劑分散的辦法製成色漿,這個色漿將是非常穩定的。這對目前的分散方法將是一次徹底的革命。