炭黑是具有良好加強(qiáng)、增黏和調(diào)節(jié)色澤、防紫外線性能的一種重要工業(yè)材料,被廣泛應(yīng)用于橡膠、塑料、油墨、涂料、化纖等領(lǐng)域。然而,在炭黑生產(chǎn)和應(yīng)用過程中,由于其高 specifc surface area、大表面能、游離表面基團(tuán)等因素的存在,導(dǎo)致其顆粒間的相互吸附、耦合作用,易出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象,進(jìn)而影響其分散性和穩(wěn)定性,降低炭黑的綜合性能和使用效果。因此,在炭黑應(yīng)用中,常常需要加入分散劑來改善其分散穩(wěn)定性,提高應(yīng)用效果。
什么是分散劑?
分散劑,是指在多相系統(tǒng)中,可以使一個(gè)相顆粒分散均勻地分散在另一相中的化學(xué)品。在多相體系中,分散劑由于在界面上形成能較高的吸附作用力,使一些顆粒表面承受大于表面張力的吸附力,從而形成分散的粒子。分散劑可以分為離子型分散劑、非離子型分散劑和復(fù)合型分散劑。其中離子型分散劑根據(jù)其帶電情況又可分為陰離子、陽(yáng)離子、非離子型陰陽(yáng)離子型分散劑,在炭黑分散過程中,常用的分散劑主要是非離子型分散劑。
分散劑對(duì)炭黑分散穩(wěn)定性的影響
分散劑對(duì)炭黑分散穩(wěn)定性的影響可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行闡述:
1. 表面活性劑作用
分散劑中的表面活性劑分子,會(huì)與炭黑表面上游離基團(tuán)進(jìn)行吸附,從而改變表面能,使顆粒之間的靜電斥力大于吸引力,從而達(dá)到分散的目的。同時(shí),表面活性劑對(duì)于炭黑表面的改性,也可提高其耐化學(xué)藥劑的性能。
2. 分散劑性能
分散劑的分散性能,直接影響著炭黑的分散質(zhì)量,如果分散劑的分散性能差,加入之后反而會(huì)使炭黑更易于團(tuán)聚,引起分散效果的降低。因此,選擇優(yōu)良的分散劑,可以提高炭黑的分散效果,進(jìn)而提高其加工性能和使用效果。
3. 分散劑濃度
分散劑的濃度是影響炭黑分散穩(wěn)定性的重要因素之一。一般來說,分散劑的加入量越多,炭黑分散效果越好,但過量的分散劑也會(huì)導(dǎo)致炭黑分散質(zhì)量下降,甚至對(duì)炭黑的綜合性能造成不可逆的損害。因此,在應(yīng)用分散劑時(shí),需要根據(jù)具體情況,選擇適當(dāng)?shù)姆稚舛取?/p>
4. pH值
pH值可以影響炭黑表面的帶電情況,進(jìn)而影響其分散效果。一般來說,炭黑表面在中性或弱堿性條件下帶負(fù)電荷,而在強(qiáng)酸性條件下則帶正電荷。因此,在選擇分散劑和調(diào)整 pH值時(shí),需要考慮炭黑表面帶電情況的變化,以達(dá)到更好的分散效果。
5. 預(yù)處理
在使用分散劑前,可以對(duì)炭黑進(jìn)行預(yù)處理,如采用機(jī)械研磨、超聲波處理、高壓水流分散等方法,能夠破壞炭黑顆粒團(tuán)聚,提高分散效果。預(yù)處理方法的選擇取決于炭黑的類型、形狀、大小以及應(yīng)用領(lǐng)域等因素。
總結(jié)
由于炭黑顆粒間的耦合作用,使其易于產(chǎn)生團(tuán)聚現(xiàn)象,破壞了其分散穩(wěn)定性,影響了其應(yīng)用效果。因此,加入分散劑是提高炭黑分散穩(wěn)定性的重要途徑之一。分散劑對(duì)于炭黑分散穩(wěn)定性的影響因素包括:表面活性劑作用、分散劑性能、分散劑濃度、pH值和預(yù)處理等。在應(yīng)用過程中,需要綜合考慮以上各因素,選擇適當(dāng)?shù)姆稚┖图尤敕绞?,以達(dá)到更好的分散效果。