當前,新型納米材料層出不全,性能超群。但現實中,這些新型納米材料的應用遠沒有達到大家的期待。關鍵的原因是納米材料分散困難。研究人員開發納米材料的熱情遠高于對分散技術的研究,而后者卻是納米材料得到工業化應用的關鍵。不懂得使用分散劑,就好比面對巨石而手無撬棍。
分散和絮凝是矛盾的統一體。分散?絮凝,是一個可逆的動態平衡。制備好的分散體很容易失效,被精密粉碎的顆粒常會返粗。大致的科學解釋是,固體表面存在不飽和的價鍵。納米材料顆粒是高能態物質,自然傾向于降低能態(絮凝會降低能態)。一般來說,200納米以下的顆粒才需要分散技術的幫助。尤其是到了幾十納米粒徑,除了必須使用高分子分散劑,分散設備也很關鍵。分散設備必須要能產生超過20m/s的線速度沖擊。常見的高能量密度鋯珠砂磨機是一種選擇,射流速度接近音速的對沖高速射流分散技術設備可能更加理想。25克溶劑中可以塞進75克鈦白粉或者其他粉料,還能保持流暢的低黏度。這就是分散劑的降黏性。利用降黏性,可以大幅提高分散研磨的效率。并制備高固含量的分散體產品。要是沒有合適的分散劑,50%固含量的混合體都很難攪動。分散劑為納米材料的應用提供可能的技術支撐。沒有徹底分散在涂料中,納米材料就沒有價值。經常聽人說納米材料沒有用,實際上是因為納米材料沒有分散開,還是微米級團粒。檢測納米材料分散效果不能用常規細度計,只有電子顯微鏡或者激光粒度儀才具備足夠的解析力。分散劑有很多種類。但幾乎沒有兩個品牌的產品是一樣的。各個企業對自己的產品高度保密,都有自己獨特的DNA。基本不存在同質化。所以,分散劑沒有統一標準。它有三大物理化學屬性:①極性,②相對分子質量,③成分。企業通常不會公開這些產品數據,商業上只是含糊的描述。分散劑必須在載體中才能發揮作用。因為高分子物質需要在載體中伸展它的胳膊腿,在其中游泳。載體者,溶劑也。水也是一種溶劑。分散劑 常用的領域是顏料的應用。比如涂料和油墨等。幾乎所有的涂料或油墨中使用的顏料都是納米級別的。比如,您家大奔的油漆,那么黑亮,其中的炭黑,粒徑達到10納米,沒有分散劑就不會那么黑亮。
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