粉体在气相中抗团聚分散研究.pdfVIP

粉体在气相中的抗团聚分散研究 任俊1 卢寿慈2 沈健1黄岭 1南京走擘表面和界面化学工程技斗研究中心，南京，210093 2北京科技大学资源工程学院，北京，100083 擅要本文简述粉体抗团聚分散的重要性．提出了粉体静屯抗团聚分散和复合抗团聚分敖新途 径，并给出部分实验结果。 关t词粉体抗团聚分散静电技术分散指数 超细粉粒度小、质量均匀、缺陷少，与常规粉体材料相比具有良好的表面效应和体积 效应，同时具有～系列优异的电性、磁性、光学性能以及力学和化学等宏观特性。因此． 超细粉体技术已成为化工材料、金属和非金属材料、矿物深加工和矿物材料以及电子、医 药等现代工业和高技术新材料的重要发展趋向。 在空气中，超细粉极易产生自发凝并，表现出强烈的团聚特性。“长大”生成粒径较大 的二次微粒，其分散性和流动性变差，导致制备、分级、混匀、贮存和输送等加工工序无 法正常运作，并降低材料的性能n1。铡如，在粉体制备中，超细化、窄粒级化己成为不可逆 转的趋势，为此，必须进行粉体的高效分级，而粉体分级的精度及效率最终取决于粉体的 充分分散；另外．超细粉材料的台成及利用业已成为高科技领域中的热门课题，通过化学 方法或特种物理方法制各出的超细粉体在贮存或加工过程中不经特殊处理，往往团聚“长 大”，从而失去超细粉材料的优良性能。因此．如何保证它们在贮存和随后的加工过程中保 持分散而不团聚“长大”．即抗团聚分散是超细粉技术．特别是纳米技术的关键． 粉体在空气中分散是一个古老而崭新的课题，一直无人系统进行过研究，但是，事实 是这一问题自始至终一直困扰着粉体工程及其它相关工业领域，特别是随着超细粉体及纳 米技术的发展，粉体团聚现象显得尤为突出．解决粉体的团聚难题成为当今急迫的课题[21． 过去及现在，人们通常采用干燥和机械分散方法进行超细粉团聚体的解团，效果并不理想． 其原因在于它是一种强制性解团方法，相互团聚颗粒尽管可以在强剪切力作用下解团，可 是粒间的作用力尤存，没有改变，解团后又可能迅速重新粘结团聚“长大”：另一个问题是 脆性颗粒有可能被粉碎，机械设备磨损后分散效果下降等m。近年来，诸多研究采用表面改 性方法进行超细粉的抗团聚分散，如以C2H，OH改性Zr02粉，聚乙烯基毗咯烷酮(PVP) 改性Ag粉后，它们均具有一定的抗团聚能力【4·∞。H．Yamamoto等16】研究用丙酮和乙醇气改 性超细碳酸钙和二氧化硅颗粒的粘着力与分散性的关系。表面改性虽然可改善超细粉的抗 团聚性能，但是由于改性颗粒表面失去了本来性质，给它的应用带来显著影响，有时甚至 会产生极大的负面作用。左都罗等17】研究采用有机溶剂收集保存纳米粒子，这种方法能使纳 米粒子在溶剂中的团聚度大幅度降低，但它仍不能解决在空气中的团聚问题．总之，目前 尚未找到超细粉在空气中抗团聚分散的有效途径。 粉体分散性能的评价方法主要有分散度法、粘着力法和图像分析法三种． 分散度法：Yamaoto H．等人把分散度定义为分散粉体的中位径与一次颗粒的中位径之 比。增田弘昭嗍则用一次颗粒的粒度分布与分散粉体的粒度分布函数表示分数度。即 口=P。儿织+L儿织 c，) 式中·懿为一次颗粒的频率分布，J名为分散粉体的频率分布，见为颗粒直径· 一82— 粉体完全分散时，频率分布yn和．y。重合，分散度a=100％。分散度越高，分散性越 好。 粘着力法：粘着力法是根据粉体分散性与粒间的粘着力和分散力的关系提出的，粘着 力小，粉体的分散性好，反之，分散性差。山率英夫【1．6】曾采用粘着力评价粉体的分散效果． 图像分析法：图象分析法是近来发展起来的新方法。样品用显微镜放大后，用电视照 相机摄影，电视信号通过接口输入数字化微机，微机再根据获得的信号进行分析处理确定 分散指标。水野善久等能采用图像分析的方法曾对通过连续混合的功能性复合材料的粉体分 散性进行了研究，结果表明它可定量的评价耪体的分散程度。 目前，粉体分散的评价方法虽然有多种，但这些方法都有一定局限性。例如图像分析 法对重叠颗粒无识别能力：分散度法在测定粉体的粒度分布时会使粉体的实际结构特性改 变，采用这些方法难以对粉体的实际分散性做出较客观