分散剂对高岭土分散特性的影响.docx

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1、分散剂对高岭土分散特性的影响刘攀何北海赵丽红(华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室，广东广州，)摘要：未剥片高岭土是高岭土生产过程中的中间产品，作者考察了聚丙烯酸钠和六偏磷酸钠两种分散剂用量对未剥片高岭土浆料黏度和pH值的影响．并且对两种分散剂起作用的pH值范围进行了初步探讨．关键词：未剥片高岭土；分散剂；pH值；黏度作为涂料用高岭土，黏度特性是衡量其产品质量的重要指标，一定浓度的高岭土矿浆，黏度越低，流动性越好，其产品的黏浓度特性越好。加入分散剂改善高岭土分散性是目前最常用的一种有效方法。分散剂作用于颜料粒子的过程是一物

2、理化学过程．颜料的分散是用化学分散剂同时借助于机械外力来增湿颜料粒子，排出颜料粒子间的空气，调节颜料粒子的表面电荷，从而防止粒子絮凝，降低涂料黏度。用于涂布颜料分散体系的分散剂分为两类：第一类为无机分散剂，如聚磷酸盐，常用的有六偏磷酸钠；另一类为有机分敞剂，常用的有聚丙烯酸钠。本实验选用国内外最普遍的两种分散剂一聚丙烯酸钠(Dc)和六偏磷酸钠，研究这两种分散剂的添加对高岭土浆料分散性的作用，以及这两种分散剂的最佳使用条件。1实验部分1．1实验原料未剥片高岭土由广东茂名某厂提供；DC分散剂；六偏磷酸钠；NaOH和HCI为分析纯

3、。1．2实验与分析方法1．2．1高岭土质量指标测定(结果见表l>Zeta电位和平均粒径用MalvernNano—ZS(MalvernInstrumentsLtd．，England)于800mg／L土浓的条件下测定。同时用pH计测定其pH值。1．2．2对未剥片高岭土浆料黏度的测定取一定量的蒸馏水加入到预先已加入分散剂六偏磷酸钠和Dc的搅拌容器中。两种分散剂的加入范围都为0．01％-0．70％(相对于土样的质量分数)，在离速分散桃的低速搅拌下慢慢加入试样，加完试样后在3000r／min的转速下搅拌lOmin所得到的浆料，测定其p

4、H值，不同剪切速率下的黏度用AR550流变仪TAInstrumentLTD来测定，所有朱剥片土浆料的黏度都是在同含量为35％和剪切速率O-1000s。的情况下测定的。1．2．3不同PH值下高岭土粘度测定将分别加入该两种分散剂的浆料配制好后篇NaOH和HCl改变其PH值，用高速分散机分散均匀后，再用旋转黏度计在60r／min的转速下测定不同PH值下的浆料黏度值。所有未剥片土浆料的黏度都是在固含量为50%的情况下测定的，同时测定固含量为35％的空白样在不同PH值下的黏度值．2结果与讨论2．1未剥片土的物理质量指标2．2分散剂加入

5、量对浆料黏度的影响图l和图2说明了来剥片土浆料黏度随分散剂性质和用量的变化而变化的关系曲线。从图中可以看出，对于加入不同的分散剂，高岭主浆料体现出的共同趋势是：黏度先随分散剂的加入量增加而降低，不同的是：对加入六偏磷酸钠的浆料来说，当黏度降低到一定数值后，变化不大，对加DC的浆料来说，黏度将一直随着加入量增加而降低。图l是未剥片土浆料黏度与分散剂六偏磷酸钠用量的关系曲线。如图所示，随着分散剂的逐渐加入，从0．01-0．70％，浆料黏度逐渐降低。这是因为六偏磷酸钠是一种无视分散帮，其阴离子具有很高的负电荷，在高岭土浆料中，它们

6、解离出来的大量阴离子在高岭石侧面及底面的凹凸处通过与A13+离子作用，生成稳定的螯合物而产生特性吸附，使高岭石侧面产生高的负性表面电位，其底面和侧面之间双电层作用的总位能呈现出很强的排斥作用，从而使高岭土浆料处于比较稳定的分散状态。但是高岭石侧面由于断键而暴露出来的可供其吸附的活性点有限，因而在高岭石表面的吸附和对浆料体系的分散能力是有限度的；当其用量达到0．30％时。浆料黏度达到最低值，再继续增加六偏磷酸钠的用量，浆料黏度变化不大，说明此时分散剂六偏磷酸钠在高岭土颗粒表面的吸附量和分散程度达到饱和。鉴于工艺成本问题，分散剂

7、的最佳分散剂用量为0.30-0.50％。由图1(a)可知，在分散剂刚量低于0.07％时，加入六偏磷酸钠的悬浮液的黏度要高于未加时的浆料黏度。这说明当其用量还未达到最佳分散剂用量时，即用量不足时，分散剂的加入就像浆料中引入了电解质一样，反而会破坏浆料的双电层结构，影响浆料的静电平衡，从而形成大量的絮凝体，导致浆料黏度有稍微的增加。如图2时加入聚丙烯酸钠浆料的黏度特性．从图中可以看出，当加入量为0．01％时，高岭土浆料黏度比未加分散剂时候有所升高。当继续增加分散剂用量时，直达加入量达到0.70％，浆料黏度没有骤然下降，而是逐渐下

8、降。聚丙烯酸钠是一种有机分散剂，在浆料较低的pH值下，很少电离，而未电离的羧基官能团与未剥片土颗粒表面的羟基之间形成氢键，高岭土表面有大量的羟基，因而能在高岭土颗粒表面产生较厚的物理吸附层，而它可以被分散介质溶剂化，聚合物链以链状形式伸向介质中，这样不仅转变了其边缘处电荷极性而使整个颗粒表