水基聚合物超分散劑的制備及其對陶瓷粘土漿料分散性能研究.pdf

1、本研究根據(jù)高分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則，以衣康酸（IA）、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）、丙烯酸羥丙酯（HPA）為反應(yīng)單體，以過硫酸鈉為引發(fā)劑，通過溶液聚合法合成聚合物超分散劑（SKD），研究了聚合工藝對產(chǎn)品性能的影響，使用現(xiàn)代分析手段對產(chǎn)品物性進(jìn)行表征，探討了聚合物分散劑對陶瓷普通粘土漿料的分散效果。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：
　　 （1）較佳的溶液聚合反應(yīng)工藝：m（IA）：m（AMPS）：m（HPA）=6：3：1，w（

2、過硫酸鈉）=2％（以單體質(zhì)量計(jì)算）并加入少量異丙醇，反應(yīng)溫度反應(yīng)溫度為90～95℃，總反應(yīng)時間2.0h，采用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值為8～9，可得到橙黃色粘稠透明狀的聚合物超分散劑（SKD），有效物含量為40％。
　　 （2） FT-IR證實(shí)了聚合物分散劑SKD中各單體單元結(jié)構(gòu)的存在；GPC顯示了聚合物的重均相對分子質(zhì)量約為9618，多分散系數(shù)為1.4950，說明相對分子質(zhì)量分布較窄。
　　 （3）通過考察聚合物分散劑SKD對

3、漿料沉降速率、沉降率、比吸光度以及Zeta電位等四個方面的影響，確定了SKD的最佳使用量為漿料質(zhì)量的0.20％，該比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)分散劑的使用量1％。添加了0.20％SKD漿料的沉降速率、沉降率、比吸光度以及Zeta電位絕對值分別為95.1％、3.95％、94.2％、62.7mv，且超分散劑過量不會對漿料體系造成負(fù)面影響。SEM觀察到添加了適量超分散劑的普通粘土漿料可均勻分散。
　　 （4）未添加超分散劑SKD的粘土漿料屬于屈服

4、擬塑性流體，其觸變性體現(xiàn)在觸變滯后圈較大，且不完整；而添加了質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.20％的聚合物超分散劑后，粘土漿料轉(zhuǎn)變?yōu)榕ｎD性流體，具有完整的極小的滯后圈，說明了SKD的添加可有效的改變粘土漿料內(nèi)部顆粒聚積結(jié)構(gòu)，使之有序且穩(wěn)定分散。
　　 （5）將超分散劑與無機(jī)分散劑進(jìn)行復(fù)配，不同復(fù)配分散劑對漿料的性能影響各不相同，SKD與三聚磷酸鈉以質(zhì)量比3：1復(fù)配，添加量為0.18％時，可使?jié){料黏度降至25.5 mpa·s。
　　 （6）

5、超分散劑SKD在陶瓷漿料和研磨重質(zhì)碳酸鈣漿料中使用量各不相同。當(dāng)超分散劑添加量為0.38％時，研磨70％重質(zhì)碳酸鈣的效果最好，使其粒徑為1.92μm，懸浮液黏度為201mPa·s，所需超分散劑的用量為0.15％，研磨時間為30min，其懸浮液沉降體積百分?jǐn)?shù)（7d后測定）為60.5％，說明分散劑SKD的使用量與被分散顆粒的表面積和表面性質(zhì)有關(guān)。同時說明這種超分散劑對不同漿料均具有良好的分散性能。
　　 傳統(tǒng)分散劑（低分子量表面活性

6、劑）與超分散劑（高分子型）作用機(jī)理的分別：
　　 傳統(tǒng)分散劑采用一端親油、一端親水的結(jié)構(gòu)，其缺點(diǎn)是在固體顆粒表面吸附不牢、碳鏈太短導(dǎo)致空間位阻不夠、與分散介質(zhì)相容性不可調(diào)。而超分散劑采用錨固基團(tuán)與溶劑化鏈結(jié)合的分子結(jié)構(gòu)，錨固基團(tuán)根據(jù)固體顆粒的表面性質(zhì)設(shè)計(jì)，溶劑化鏈根據(jù)分散介質(zhì)的極性設(shè)計(jì)，且溶劑化鏈為聚合物長鏈，能在固體顆粒表面形成足夠厚度的保護(hù)層。解決了許多以前很難解決的表面處理與分散問題。
　　 超分散劑的作用：

7、>　　 超分散劑的最大特點(diǎn)在于減弱了分散介質(zhì)中固體顆粒之間的相互作用，增加了顆粒在介質(zhì)中的潤濕潤性和分散穩(wěn)定性。它不僅為分散體系的制備提供了一套獨(dú)特的新工藝，而且有著十分明顯的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)效益，其優(yōu)越性具體表現(xiàn)在：
　　 -能快速充分地潤濕顆粒，縮短達(dá)到合格顆粒細(xì)度的研磨時間，提高生產(chǎn)效率。
　　 -大幅度提高含固量，節(jié)省加工能耗，減少設(shè)備損耗和有機(jī)溶液劑用量，保護(hù)環(huán)境。
　　 -降低分散體系粘度，改善分散體系流

8、變性能，使分散體系便于泵輸或進(jìn)行其它操作。
　　 -提高分散穩(wěn)定性，延長貯存期，減少貯存損耗，避免再分散。
　　 -具有較好的相容性，可使多種粉體在同一介質(zhì)中穩(wěn)定、均勻地分散，極大地方便了操作。
　　 -可獲得更小的顆粒尺寸及比較均勻的粒徑分布，達(dá)到更完全的分散狀態(tài)，由此使分散體系具有更優(yōu)良的應(yīng)用性能。
　　 超分散劑的上述優(yōu)點(diǎn)，使之用于陶瓷粉體分散漿料，可提高分散體系含固率，減少燒結(jié)過程中的體積收縮，增