一.固体颗粒的分散原则
1 润湿原则(极性相似原则)
颗粒必须被介质或基料润湿或浸润,从而能很好地分散在介质或基料中。
2 表面力原则
颗粒间的总表面力必须是一个较大的正值,使颗粒间有足够的相互排斥力以阻止其黏结或团聚。
二.固体颗粒的润湿
固体颗粒在液体中的分散要首先经过润湿。固体颗粒在液体中的润湿性常用润湿接触角来度量π>θ>π/2,表示表面完全不润湿;π/2>θ>0,表示固体表面部分润湿或有限润湿; θ=0 或无接触角,表示固体表面完全润湿。润湿过程也可以用铺展系数S1/s表示:S1/s= γ1/g (cosθ- 1)。
当θ=0 时,液体能在固体表面铺展润湿;
当θ>0 时,液体在固体颗粒表面的润湿受阻。
只要有润湿接触角存在,就意味着液体不能完全润湿固体表面,并在其表面铺展。为了满足润湿原则,需要添加润湿剂或浸润剂,或对粉体进行表面处理,以尽可能降低润湿接触角,最好使其为零或不存在,以创造完全浸润的条件。
三.超微颗粒悬浮液的分散/团聚状态
固体颗粒被浸人液体介质中时,颗粒群存在两种不同状态:一种是颗粒彼此之间互相吸引,形成团聚体,单一的颗粒形成“二次”大颗粒; 另一种情况是颗粒之间互相排斥,能在液体介质中自由运动,形成稳定的分散体系。
在某些情况下,体系中同时存在分散颗粒和团聚体,悬浮体呈现不稳定的分散特性,这时,若分散行为占主导,则悬浮体系在一定时期内呈分散稳定特性。但是,悬浮体系得两种状态不是一成不变的,在一定的条件下可以改变或相互转化。
四. 固体颗粒分散的判据
在颗粒基浮体系中,颗粒分散的稳定性取决于颗粒间相互作用的总作用能,即取决于颗粒问范德华作用能(UA)、静电排斥作用能(Uel) 、吸附层的空间位阻作用能(Ust)、疏水作用能(UH) 及溶剂化作用能(Us) 的相对关系。
颗粒间分散与聚团的理论判据是颗粒间的总作用能Ur,可用下式表示:
Ur= UA + Uel + Ust + UH + Us
由此可见,当颗粒间的排斥作用能大于其相互吸引作用能,则颗粒间处于稳定的分散状态; 反之,则颗粒产生聚团。显然,作用于颗粒间的各种作用能是随条件变化而变化。添加分散剂或表面活性剂对颗粒在液相中的浸湿及悬浮体的分散与聚团的影响都起着重要作用。