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纳米材料分散机,二氧化硅分散机

分散是至少两种互不相溶或者难以相溶且不发生化学反应的物质的混合过程。工业分散的目标是在连续相中实现“令人满意的”精细分布。 



纳米材料的分散颗粒细化到纳米级后，其表面积累了大量的正、负电荷，纳米颗粒的形状极不规则，这样造成了电荷的聚集。纳米颗粒表面原子比例随着纳米粒径的降低而迅速增加，当降至1nm时，表面原子比例高达90%，原子几乎全部集中到颗粒表面，处于高度活化状态，导致表面原子配位数不足和高表面能。纳米颗粒具有很高的化学活性，表现出强烈的表面效应，很容易发生聚集而达到稳定状态，从而团聚发生

*纳米氧化物极易产生自身的团聚，使得应有的性能难以充分发挥。此外，纳米氧化物的诸多奇异性能能否得到充分发挥，还取决于***大限度降低粉体与介质间的表面张力。因此，纳米氧化物粉体必须均匀分散，充分打开其团聚体，才能发挥其应有的奇异性能。 



纳米材料的分散 目前，国内产品质量较好的企业使用的分散方式主要采取一步法的高速剪切分散，能基本满足用户的需要。由于我们行业的特点，有相当多的中小企业分散设备十分落后，分散时根本形成不了剪切力，只是一种搅拌，气相二氧化硅在树脂中根本形成不了网状结构，从而无法发挥材料的性能。造成这种情况的主要原因① 尚未对分散的作用有正确的认识．许多生产商并未意识到分散的重要性；② 不知道对***终产品的品质如何评价，

分散方式 

研磨分散：利用三辊机或多辊机的辊与辊速度的不同，将研磨料投入加料辊（后辊）和中辊之间的加料沟，二辊以不同速度内向旋转，部分研磨料进入加料缝并受到强大的剪切作用，通过加料缝，研磨料被分为两部分，一部分附加在加料辊上回到加料沟，另一部分由中辊带到中辊和前辊之间的刮漆缝，在此又一次受到更强大的剪切力作用。经过刮漆缝，研磨料又分成两部分，一部分由前辊带到gua刀处，落入刮漆盘，另一部分再回到加料沟，如此经几次循环，可达到分散的目的。但用三辊机或多辊机进行处理效率低，能耗高，满足不了大生产的需求。 

◆ 球磨分散: 通过球磨机中磨球之间及磨球与缸体间相互滚撞作用，使接触钢球的粉体粒子被撞碎或磨碎，同时使混合物在球的空隙内受到高度湍动混合作用而被均匀地分散。 

◆ 砂磨分散: 砂磨是球磨的外延。只不过研磨介质是用微细的珠或砂。砂磨机可连续进料，纳米粉体的预混合浆通过圆筒时，在筒中受到激烈搅拌的砂粒所给予的猛烈的撞击和剪切作用，使得纳米氧化物能很好地分散在涂料中，分散后的浆离开砂粒研磨区通过出口筛，溢流排出，出口筛可挡住砂粒，并使其回到筒中。通过球磨机和砂磨机分散能取得较好的分散效果及物料细度，但球磨机和砂磨机同样无法避免处理效率低，能耗高的缺点。 

◆ 高剪切分散机: 高剪切分散机的核心部件是定子/转子结构，转子高速旋转所产生的高切线速度和高频机械效应带来强劲的动能，使物料在定、转子狭窄的间隙中受到强烈的机械剪切、液力剪切、离心挤压、液层磨擦、撞击撕裂和湍流等综合作用，使不相溶的固相、液相、气相在相应成熟工艺的条件下，瞬间均匀精细地分散，经过高频的循环往复，***终得到稳定的高品质产品。与三辊机、球磨机、砂磨机相比，高剪切分散机具有效率高、能耗低等显著优点，是分散工艺的*。 

纳米材料的分散效果要提高悬浮液的稳定性，分散相颗粒的粒径应尽量细小。但应该指出，根据前人所做的大量研究发现，随着颗粒粒度的减小，虽然颗粒由重力引起的分离作用变为次要的因素，但是由于颗粒之间的间距减小，颗粒之间的结合力（范德华力等）起到了重要决定性作用。另外，当颗粒直径小于某一细小尺寸时，此时，颗粒的布朗运动效应就不能忽略了，所以由于细小颗粒的布朗运动，而使得颗粒之间产生激烈地碰撞。若不加稳定剂，这些情况都会导致颗粒团聚，对体系的稳定是不利的。所以浆料的分散中，颗粒粒径并非越细越好，要视浆料的特性而定。分散就是要根据物料的特性与特点，减小分散相颗粒的粒度，使其分布于一个较窄的尺寸范围，并达到吸力与斥力的相互平衡，从而保证浆料体系的稳定。
 
 

 
影响分散乳化结果的因素有以下几点
 
 
1 分散头的形式（批次式和连续式）（连续式比批次好）
2 分散头的剪切速率 （越大，效果越好）
3 分散头的齿形结构（分为初齿，中齿，细齿，超细齿，约细齿效果越好）
4 物料在分散墙体的停留时间，乳化分散时间（可以看作同等的电机，流量越小，效果越好）
5 循环次数（越多，效果越好，到设备的期限，就不能再好）
 
线速度的计算
剪切速率的定义是两表面之间液体层的相对速率。 
– 剪切速率 (s-1) = v 速率 (m/s) 
g 定-转子 间距 (m)
由上可知，剪切速率取决于以下因素： 
– 转子的线速率
– 在这种请况下两表面间的距离为转子-定子 间距。 
IKN 定-转子的间距范围为 0.2 ~ 0.4 mm 
 
速率V= 3.14 X D（转子直径）X 转速 RPM / 60
 
   

所以转速和分散头结构是影响分散的一个zui重要因素，超高速分散均质分散机的高转速和剪切率对于获得超细微悬浮液是zui重要的