《分散和絮凝作用》PPT课件

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1、3.6分散和絮凝作用分散和絮凝作用分散：一种物质（如固体粒子）分散于另一种物质（如固体、液体或气体等介质）中的作用。Ostward根据分散相粒子的大小对分散体系进行分类：①粗分散体系：质点大于0.5μm，不能透过滤纸。包括悬浮体（分散相为固体）和乳状液（分散相为液体）。②胶体分散体系：质点为1~500nm，质点可以透过滤纸，但不能通过半透膜。若分散相为疏液性固体，称为溶胶。③分子分散体系：质点小于1nm，质点可以通过滤纸和半透膜。聚集体：分散相粒子以任意方式和受任何因素的作用而结合在一起形成有结构或无特定结构集团的作用称为聚集作用（aggreg

2、ation），形成的这些集团称为聚集体。聚集体的形成称为聚沉（congulation）或絮凝（flocculation）。聚沉和絮凝常是通用的，前者形成的聚集体较为致密；后者较为疏松，易于再分散。分散作用的应用：涂料、印刷油墨和钻井泥浆稳定的固液分散体系絮凝作用的应用：湿法冶金、工业污水处理和生活原水澄清等3.6.1表面活性剂对固体颗粒的分散作用（1）粉体的润湿（2）粒子团的分散（3）分散体的稳定粉体的润湿表面活性剂的作用：在介质表面的定向吸附，使γLG和γSL降低。粒子团的分散△p毛细管力；θ为液体在毛细管壁的接触角。若固体粒子团为高能表面，

3、θ<90°,毛细管力会加速液体的渗透，加入表面活性剂能使γLG降低，因此有利于渗透的进行；若固体粒子团为低能表面，θ>90°,毛细管力为负值，对渗透起阻止作用，不利于聚集团簇的破裂和分散。表面活性剂的作用：在固-液界面上定向吸附，使固体微粒和分散介质的相容性得以改善，加速了液体在缝隙中渗透。以水为介质时ⅰ）阴离子表面活性剂范德华力相吸引或镶嵌方式吸附在缝隙的表面，排斥力增强，以及渗透水产生渗透压共同作用使微粒间的铰结强度降低ⅱ）非离子表面活性剂通过范德华力被吸附于缝隙壁上，通过熵斥力及渗透水化力使粒子团中微粒缝间的铰结强度下降ⅲ）阳离子表面活性

4、剂通过静电相吸力吸附在缝隙壁上，即季铵阳离子吸附于缝隙壁带负电荷的位置上，而以疏水基伸入水相，使接触角增大甚至θ>90°,导致毛细管力为负值，阻止渗透作用。不宜用于固体粒子的分散。一般情况下仅仅依靠表面活性剂溶液的作用就可以使颗粒破裂。不行的话，可以辅之以高速混合搅拌或研磨的方法使之破坏。表面活性剂可以帮助研磨，减少颗粒的表面能，阻止已被破坏的表面恢复键合，从而达到防止颗粒聚结的目的。分散体的稳定造成固液分散体系的不稳定性的原因：①受重力影响粒子发生沉积。多数情况下粒子较小，布朗运动在一定程度上阻止粒子下沉，但一经碰撞会聚集；②热力学不稳定

5、性。粒子具有大的相界面和界面能。表面活性剂在固体微粒表面的吸附能够降低粒子聚集的倾向。在水介质中，表面活性剂主要通过范德华力以疏水基吸附在粒子表面，而以亲水基（离子基团或聚氧乙烯链）伸向水介质，以静电斥力或空间位阻使分散体系稳定。在有机介质中，表面活性剂以亲水基团与粒子通过氢键、离子键等结合，而非极性的碳氢键伸向介质中，其分散作用主要靠空间位阻来实现。悬浮体的稳定性①使悬浮体粒子带有较多的电荷，形成双电层。②在粒子表面形成具有特殊结构和特殊性质的溶剂化层或吸附溶剂化层。带有吸附溶剂化层的粒子靠近或聚集必须使溶剂化层厚度减小，使排列较为有序的溶剂

6、分子无序化，这需要做功。③微小的胶体粒子对悬浮体中的大粒子有稳定作用。分散方法：（1）机械分散法（2）超声分散法（3）电分散法（4）溶胶法表面活性剂的分散作用①降低液体介质的表面张力γLG、固液界面张力γSL和液体在固体上的接触角θ；提高润湿性和降低界面能；提高液体向固体粒子孔隙的渗透速度。②离子型表面活性剂在某些固体粒子上的吸附可增加粒子的表面电势，提高粒子间的静电排斥作用，有利分散体系的稳定。③定向吸附有利于提高疏液型分散体系粒子的亲液性，有时可形成吸附溶剂化层。④长链表面活性剂和聚合物大分子在粒子表面形成厚吸附层，起到空间稳定作用。⑤表面

7、活性剂在固体表面结构缺陷上的吸附不仅可降低界面能，而且可以在表面上形成机械屏障，有利于固体研磨分散。3.6.2分散剂分散剂（dispersingagent,dispersant）：使固体微粒均匀、稳定地分散于液体介质中的低分子表面活性剂或高分子表面活性剂。能使固体微粒表面迅速润湿，又能使固体质点间的能垒上升到足够高的表面活性剂才称为分散剂。分散剂应具备的特点：①良好的润湿性质。在粉体表面和内孔都能润湿并使其分散；②要有助于离子的破碎，湿磨时能降低粘度。③能形成稳定的分散体系。分散剂：阴离子型、非离子型、有机胺阳离子和高分子表面活性剂。阴离子型：

8、亚甲基二萘磺酸钠、直链烷基苯磺酸盐（LAS）、十二烷基琥珀酸钠、十二烷基硫酸钠、磷酸酯等。非离子型：烷基酚聚氧乙烯醚（APE）、脂肪醇聚氧乙烯醚和聚氧