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)高分子結構設計原則，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品性能的影響，使用現(xiàn)代分析手段對產品物性進行表征，探討了聚合物分散劑對陶瓷普通粘土漿料的分散效果。
　　 實驗結果表明：
　　 （1）較佳的溶液聚合反應工藝：m（IA）：m（AMPS）：m（HPA）=6：3：1，w（

2、過硫酸鈉）=2％（以單體質量計算）并加入少量異丙醇，反應溫度反應溫度為90～95℃，總反應時間2.0h，采用氫氧化鈉調節(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證實了聚合物分散劑SKD中各單體單元結構的存在；GPC顯示了聚合物的重均相對分子質量約為9618，多分散系數(shù)為1.4950，說明相對分子質量分布較窄。
　　 （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量的0.20％，該比例遠遠小于傳統(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；而添加了質量分數(shù)為0.20％的聚合物超分散劑后，粘土漿料轉變?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部顆粒聚積結構，使之有序且穩(wěn)定分散。
　　 （5）將超分散劑與無機分散劑進行復配，不同復配分散劑對漿料的性能影響各不相同，SKD與三聚磷酸鈉以質量比3：1復配，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碳酸鈣漿料中使用量各不相同。當超分散劑添加量為0.38％時，研磨70％重質碳酸鈣的效果最好，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數(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有關。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）作用機理的分別：
　　 傳統(tǒng)分散劑采用一端親油、一端親水的結構，其缺點是在固體顆粒表面吸附不牢、碳鏈太短導致空間位阻不夠、與分散介質相容性不可調。而超分散劑采用錨固基團與溶劑化鏈結合的分子結構，錨固基團根據(jù)固體顆粒的表面性質設計，溶劑化鏈根據(jù)分散介質的極性設計，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在于減弱了分散介質中固體顆粒之間的相互作用，增加了顆粒在介質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特的新工藝，而且有著十分明顯的技術與經濟效益，其優(yōu)越性具體表現(xiàn)在：
　　 -能快速充分地潤濕顆粒，縮短達到合格顆粒細度的研磨時間，提高生產效率。
　　 -大幅度提高含固量，節(jié)省加工能耗，減少設備損耗和有機溶液劑用量，保護環(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)良的應用性能。
　　 超分散劑的上述優(yōu)點，使之用于陶瓷粉體分散漿料，可提高分散體系含固率，減少燒結過程中的體積收縮，增