粉体分散教程.ppt

双电层 内层（吸附或产生有决定表面电位的离 子，该层与外层分界面上的电位用?0表示，称为表面电位 ） 外层 紧密层（Stern层，厚度为δ）紧密层与扩散层的分界面称Helmholtz面 扩散层（滑移面，离Helmholtz面稍远点，该面上的电位称为动电电位，用ξ表示） 内Helmholtz层（IHP） 外Helmholtz层（OHP） 由失掉水化层而被直接吸附在表面的与内层电性同号的离子构成一层,该离子中心连接面称为内Helmholtz面（IHP） , 该面上的电位用?i表示; 由水化的反号离子的静电吸附所形成的层。其与扩散层的分界面称为外Helmholtz面（OHP）,该面上的电位用?δ表示。实际上也是紧密层与扩散层的分界面。 双电层 注：海姆霍尔兹（Helmholtz） ②固体颗粒在液体中的聚集状态 C 溶剂化膜作用力 在悬浮液中的固体表面，有一层溶剂隔膜，具有一定的排列结构。 微粒凝聚时，必须使这种排列变形，这样，溶剂化层就构成了对微粒絮凝的阻力（位阻效应），因为这些微粒有极大的比表面，故凝聚的阻力也是很大的。 溶剂化膜作用力从数量上看比分子作用力及双电层静电力约大1－2个数量级，但它们的作用距离远比二者小，一般近距离内成为决定因素（10～20纳米）。 图4.24 溶剂化结构 (a)非极性颗粒；(b)极性颗粒；(c)阳离子 A—直接水化层；B—次生水化层；C—无序层；D—体相水 ②固体颗粒在液体中的聚集状态 d 高分子聚合物吸附层的空间效应 当颗粒表面吸附有无机或有机聚合物时，聚合物吸附层将在颗粒接近时产生一种附加的作用，称为空间效应。 吸附层牢固且致密，有良好的溶剂化性质时，它起对抗颗粒接近的作用。但此种力只是在颗粒间距达到双方吸附层接触时才出现 ②固体颗粒在液体中的聚集状态 e DLVO理论 德里佳金（Derjaguin）、兰多（Landau）、维韦（Verwey）和奥弗比克（Overbeek）考虑了双电层的相互作用以及范德华吸引力，用它们来解释悬浮胶体凝聚和分散的条件，这种理论简称为DLVO 理论。 DLVO理论认为悬浮液及溶胶的稳定性是有电的作用力和范德华吸引力相互达到平衡而形成的。当两个带同性电荷的胶体微粒相互趋近时，系统能量的变化是吸引能和排斥能的总和。当双电层作用力占优势时体系表现为分散，当范德华吸引力占优势时体系表现为团聚。 ②固体颗粒在液体中的聚集状态 综合以上所述的各种情况可以看出： 固体颗粒在液体中分散（稳定）与凝聚（不稳定）是对立的。电的排斥、分散剂、溶剂化层的的影响促进了体系分散稳定，分子的吸引力和各种运动碰撞又促进了絮凝！ ③颗粒在液体中的分散调控 a分散介质调控 b分散药剂调控 c机械调控 d超声分散调控 e静电分散调控 f pH值分散调控 g温度调控。 a介质调控: 根据颗粒的表面性质选择适当介质可获得充分分散的悬浮！ ①选择基本原则:非极性颗粒易于在非极性液体中分散，极性颗粒易于在极性液体中分散。即所谓的极性相似原则。此外，颗粒在介质中的分散行为还要受到颗粒表面作用力以及溶液中其它物理化学因素的影响。 ②常用分散介质：水、极性有机液体（醇等）、非极性（苯）。选择分散介质的另一个方法是根据润湿性。颗粒表面与液体的接触角越小，亲液程度越强，其分散性就越好，反之亦差。例如天然亲水的二氧化硅和碳酸钙颗粒在水、乙醇和煤油中的分散特性截然不同。在极性溶剂和乙醇中有较好的分散性，但在煤油中几乎不能分散，呈现强烈的团聚现象。天然疏水性滑石、石墨颗粒在水、乙醇和煤油中的分散性截然相反，在水中有团聚的现象，在乙醇和煤油中有较好的分散性。 b分散药剂调控 分散剂是一类能够促进颗粒分散稳定性，特别是在悬浮液中分散稳定性的化学物质。 （无机电解质、有机高聚物、表面活性剂） 分散剂主要通过吸附在颗粒表面或固液界面，通过以下三种作用增强颗粒间的排斥作用，从而达到稳定分散的目的。 ①增大颗粒表面电位的绝对值，提高颗粒间的静电排斥力； ②增强颗粒间的位阻效应（高分子分散剂），使颗粒间产生 较强的位阻排斥力； ③调控颗粒表面极性，增强分散介质对粉体的湿润性，在满 足湿润原则的同时，提高颗粒周围的溶剂结构化程度增加 表面溶剂化膜厚度，提高表面溶剂膜排斥力。 b分散药剂调控 分散剂根据组成和结构的不同，可以分为无机分散剂、有机分散剂两大类。 有机