分散剂和pH对水基SiC-Si料浆流变性和Zeta电位的影响

为了制备高固含量流动性良好的SiC-Si料浆,以SiC粉和Si粉为主要原料,分散剂为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、六偏磷酸钠(SHMP)、聚乙二醇(PEG400),用分析纯HCl、NH_3·H_2O调节料浆的pH,采用注浆成型法制备水基SiC-Si料浆。研究了分散剂的种类、添加量以及浆体的pH对SiC-Si料浆性能的影响。结果表明:外加质量分数分别为0. 25%的PVP、0. 85%的PEG400、0. 21%的SHMP作为复合分散剂,调节pH至8. 7左右时,可以得到黏度为135 mPa·s的固相体积分数为45%的稳定分散的SiC-Si料浆。     

工艺参数对凝胶注模成型ZrO_2料浆性能的影响

以亚微米级ZrO2粉体为原料,采用丙烯酰胺(AM)/N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBAM)凝胶体系,通过凝胶注模成型工艺制备低粘度、高固相含量的ZrO2料浆。探讨了分散剂用量、料浆pH值、固相含量及研磨时间等工艺参数对ZrO2料浆性能的影响。用Zeta电位仪、粘度计和流变仪分别对料浆的Zeta电位、粘度值和流变学特性曲线进行测定。结果表明,A型分散剂(聚丙烯酸盐)用量为ZrO2体积的2%~2.5%时,对超细ZrO2粉体分散效果最佳,其料浆pH值以10~11为宜,研磨时间控制在12~15h,料浆固相体积分数可达50%~54%。     

高固含量氧化锆水系料浆的制备

选用经1450℃保温4h预烧处理的氧化钇稳定氧化锆粉为原料,以丙烯酰胺为单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,由稀盐酸和氢氧化钠溶液调节pH,制成高固含量的氧化锆水系料浆。研究分散剂种类(聚丙烯酸铵、六偏磷酸钠、聚乙烯醇或柠檬酸铵)、聚丙烯酸铵的添加量(质量分数,0.5%~2.5%)、pH(0.5~13)和球磨时间(分别为0.5、1、1.5、2h)对料浆沉降高度、Zeta电位和黏度的影响。结果表明:添加0.55%(w)的聚丙烯酸铵分散剂,在pH=12时,球磨1h后获得了固相体积分数高达54%,黏度为344mPa·s的稳定的氧化锆水系料浆。     

氧化锆喷雾造粒料浆的制备

为了制备出流动性和稳定性好的喷雾造粒料浆,研究了分散剂三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、聚丙烯酸铵和PEG2000对氧化锆喷雾造粒料浆流变特性的影响,认为聚丙烯酸铵对于氧化锆料浆具有较好的分散效果。在此基础上采用正交试验设计,以料浆的平均黏度和沉降度为评价指标,对料浆固含量、结合剂PVA和分散剂聚丙烯酸铵加入比例进行了优选,选用料浆固含量(w)为85%、结合剂PVA加入量(w)为8%、分散剂聚丙烯酸铵加入量(w)为0.5%,制备了综合性能较好的氧化锆料浆,利用此料浆获得了较好的喷雾造粒效果。     

颗粒级配法制备高固相含量低黏度氧化铝料浆

以平均粒径分别为0.97 μm(CQ)和2.18 μm(HNXY)的2种Al2O3粉体为原料采用级配混合的方法,分别添加离子型分散剂柠檬酸铵或高聚物型分散剂聚丙烯酸,制备了适合胶态成型的高固相含量、低黏度的料浆.讨论了胶态成型中粒度分布,以及分散剂的种类和各自不同的用量对悬浮体流变学特性的影响.当粉体CQ和HNXY的级配质量比为1:2时,其混合粉体粒度分布最接近于Dinger模型理论分布,此时可以得到黏度最低的料浆,当固相含量为65%(体积分数)时,料浆的黏度仍然在1 Pa·s以下;与分散剂柠檬酸铵相比,在相同的周相含量和级配比例下,采用聚丙烯酸的科浆流动性更好.     

Cr2O3料浆固含量对其喷雾造粒料性能的影响

以Cr2O3料浆为对象,研究三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和柠檬酸等减水剂对料浆ζ电位、粘度和固含量的影响,并采用SEM等方法观察分析了料浆固含量对Cr2O3喷雾造粒料松装密度、粒径分布和颗粒形状的影响.结果表明由三聚磷酸钠和水玻璃复合的减水剂对Cr2O3料浆的分散效果最好;在保证喷雾造粒要求的粘度下,加入0.2%复合减水剂可将Cr2O3料浆的固含量由不添加时的58%(w,下同)提高到79%;Cr2O3料浆固含量为75%的喷雾造粒料松装和摇实密度大,粒径分布合理,空心、破损和梨形颗粒少.     

聚乙二醇400在氮化硅凝胶注模悬浮液中的应用

聚乙二醇400(polyethylene glycol 400,PEG400)作为润湿剂用于制备高浓度氮化硅悬浮液,以简单的工艺,在降低料浆黏度的同时提高其固相含量.为表征润湿剂对高固相含量下氮化硅悬浮液的润湿特性,测试了其黏度及在润湿剂作用下的润湿性和吸附特性.结果表明:当悬浮液固相含量高达60%(体积分数)时,在PEG400作用下其黏度可以显著降低.基于悬浮液中颗粒堆积形式,建立了等径密堆双球模型,阐释了PEG400作用机理.     

碳化硅陶瓷水基浆料的流变性研究

主要研究了分散剂、pH、颗粒级配等因素对SiC水基浆料流变性能的影响,并分析了其原因。结果表明,各分散剂对SiC浆料粘度影响效果的大小顺序依次为:四甲基氢氧化铵(TMAH)>六偏磷酸钠(SHMP)>聚乙二醇(PEG)。TMAH、SHMP、PEG三种分散剂的最佳用量分别为0.8wt.%、0.6wt.%、1.0wt.%,最佳pH为13,最佳颗粒级配(F220/F1200,下同)为1.5,当固相体积分数超过50%后SiC浆料的粘度急剧增加。通过优化工艺参数,制备出了流动性较好,固相体积分数为50%、粘度为500mPa.s的SiC陶瓷浆料。     

阳离子聚丙烯酰胺水包水乳液絮凝性能的研究

以相对分子质量为20 000的聚乙二醇(PEG20000)为分散剂,将丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)进行自由基共聚,得到了具有较低表观黏度,较高固含量的稳定的阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)水包水乳液。研究了PEG20000、DMC、引发剂(KPS)、聚合温度等因素对聚合体系的表观黏度的影响;高岭土的絮凝实验表明,在聚合温度为40℃,反应时间5～8 h,w(PEG20000)=80%、w(KPS)=0.8%,w(MBA)=0.3%,w(DMC)=10%,产品的絮凝效果较好;TEM分析表明,分散相液滴以球状和丝状分散于体系当中;并用FTIR表征了阳离子聚丙烯酰胺的结构。     

水性固体环氧乳液的制备与性能研究

以固体环氧树脂(E-20)与聚乙二醇(PEG)为原料,在过硫酸钾的催化下合成了环氧树脂乳化剂,并采用转相乳化法制备了固含量为53%的E-20环氧乳液。乳化剂的结构由红外光谱分析来表征。利用离心稳定性、粒径尺寸分布和旋转黏度等测试探明了聚乙二醇相对分子质量、乳化剂用量、乳化温度以及乳化剪切速率对乳液性能的影响。结果显示,E-20与聚乙二醇4000成功反应合成了乳化剂EPEG4000;乳化剂用量为E-20质量的10%、乳化温度为40℃以及乳化剪切速率为600 r/min时,乳液平均粒径最小为0.7μm,25℃旋转黏度为4 300 cps。     

水基SiC料浆的分散稳定机制及喷雾造粒

以去离子水为液体介质,引入有机添加剂,配制水基SiC悬浮料浆,研究了水基料浆的分散稳定机制及其喷雾造粒行为,分析了有机添加剂和固相含量对料浆流变性能、造粒粉粒径分布及成型性能的影响机制.结果表明:当料浆pH≥10时,水基碳化硅料浆的分散性和稳定性较好,料浆具有剪切稀化的非Newton体特性:当加入0.2%(质量分数,下同)四甲基氢氧化铵、2.0%聚乙烯醇和1.0%聚乙二醇时,料浆黏度较小:固相含量为50%水基料浆喷雾造粒后,造粒粉的流动性、填充性能及成型性能明显提高,但球状造粒粉需要在一定成型压力下才能完全破碎.     

以碱式碳酸锆为前驱体制备超细氧化锆及其抛光性能研究

以碱式碳酸锆为原料,采用先球磨后煅烧的方法制备超细ZrO2粉体,并研究粉体的抛光性能。研究结果表明:900℃～1200℃煅烧的ZrO2粉体均为单斜晶型,中位粒径小于4μm,适合软质玻璃抛光;煅烧温度1000℃、悬浮液中ZrO2粉体固含量为5%时,抛光效率高。     

凝胶注成形纳米碳化硅增韧氧化铝防弹陶瓷材料工程化研究及应用

本研究用单体(丙烯酰胺以后简称单体)、交联剂(N,N—亚甲基双丙烯酰胺以后简称交联剂)、氧化铝、纳米碳化硅等,使用分散剂丙烯酸和丙烯酸铵的共聚物,球磨后料浆颗粒D50(中位粒径)为2μm,体积固含量为55％的陶瓷料浆。在催化剂(N,N,N,,N,—四甲基乙二胺)、引发剂(硫代硫酸铵)条件下凝胶注成形氧化铝陶瓷坯体,干燥...     

研磨设备和工艺参数对氧化锆粉体粒度的影响

为了研究不同研磨设备及研磨工艺参数对粉体团聚体的解聚效果,以d50=1.355μm的氧化锆粉体为研究对象,研究了研磨设备和工艺参数对氧化锆料浆粒度的影响。首先,分别采用立式球磨机、立式珠磨机和卧式砂磨机为研磨设备,以φ2 mm的氧化锆球作为研磨介质,以m介质∶m物料=5∶1的介质物料比研磨15 h后,检测研磨后氧化锆料浆的粒度。结果表明,卧式砂磨机的研磨效果最优,研磨后氧化锆料浆的d50=0.303μm。然后,采用卧式砂磨机为研磨设备,以φ2 mm的氧化锆球作为研磨介质,选择介质物料比(m介质∶m物料)、料浆固含量(w)、线速度和研磨时间作为试验因素,进行四因素三水平(m介质∶m物料分别为4∶1、5∶1和6∶1,料浆固含量(w)分别为35%、45%和55%,线速度分别为5、10和15 m·s-1,研磨时间分别为20、25和30 h)正交试验,检测研磨后氧化锆料浆的粒度。结果表明:采用卧式砂磨机为研磨设备,当介质物料比(m介质∶m物料)为4∶1,料浆固含量(w)为45%,线速度为10 m·s-1,研磨时间为25 h时,研磨效果最佳,研磨后氧化锆料浆的d50约为0.3μm。     

纳米TiO2料浆分散性的研究

在分析纳米TiO2粉体团聚现象成因的基础上,研究了HN分散剂对料浆分散性的影响。通过料浆沉降体积、黏度、电位、比表面积等表征了料浆性能的变化;同时研究了稀土离子、PH值、超声处理工艺等对料浆分散性的影响。结果表明,加入HN分散剂后,料浆分散性有很大提高,且不同固相含量的料浆使用的HN分散剂有一最佳值,其中30%质量分数的料浆中分散剂最佳量为0.25%;加入分散剂后,料浆黏度减小,电位提高,比表面积增大;稀土离子(CeO2,Ce(NO3)3)的加入、超声的使用也能提高料浆的分散性,料浆分散性的最佳PH值范围为碱性。     

反应性乳化剂在聚醋酸乙烯乳液中的应用研究

采用半连续种子乳液聚合法,以2-丙烯酰胺基-2甲基丙烷磺酸钠盐(AMPS-Na)为乳化剂,合成了改性聚醋酸乙烯酯乳液。探讨了反应性乳化剂AMPS-Na和保护胶体PVA两者对乳液聚合稳定性的影响,对乳液的固含量、黏度、压缩剪切强度和粒径进行了表征。结果表明:AMPS-Na用量在0.4%时,乳液综合性能良好;固含量为38.54%,黏度476.0 m Pa·s,压缩剪切强度为14.44 MPa,乳液粒径34.5 nm。     

水性环氧树脂的合成及性能研究

以环氧树脂E-44和聚乙二醇(PEG)为原料,在催化剂过硫酸钾作用下合成水性环氧乳化剂,使用相反转法制备稳定的水性环氧乳液,考察了PEG相对分子质量和乳化剂添加量对环氧树脂乳胶膜性能的影响。结果表明:聚乙二醇(PEG)相对分子质量为6 000,合成的乳化剂含量占乳液固含量的25%时,乳液离心稳定性最佳,粒径大都均匀分布在1μm左右,所得涂膜的综合性能最佳。     

水性耐温型环氧乳液的制备与性能研究

采用4,4-二氨基二苯甲烷四缩水甘油胺(AG-80)与聚乙二醇(PEG)为原料,在三氟化硼乙胺的催化下合成了环氧树脂乳化剂(AG-PEG4000),利用相反转法制备了固含量为55%的AG-80环氧乳液。乳化剂的结构由红外光谱分析来表征。通过离心稳定性、粒径尺寸分布和旋转黏度等测试,探明了聚乙二醇相对分子质量、乳化剂用量、乳化温度以及乳化剪切速率对乳液性能的影响。差示扫描量热分析被用来表征AG-80和E-44环氧树脂固化物的耐热性。结果显示:AG-80与聚乙二醇4000成功反应合成了乳化剂AG-PEG4000;乳化剂用量为AG-80环氧树脂质量的10%、乳化温度为50℃以及乳化剪切速率为1 000r/min时,乳液平均粒径最小为0.5μm,25℃旋转黏度为8 600 cps。AG-80固化物的玻璃化转变温度(Tg)较E-44固化物有73.7℃的提高。     

固相含量对氧化锆陶瓷注凝成型的影响

研究了超细ZrO2粉体注凝成型过程中固相含量对料浆粘度、生坯强度和烧结材料密度等的影响。在固相含量50vol%~54vol%的范围内,随着固相量的增加,料浆悬浮体的粘度明显提高,成型坯体的均匀性下降,生坯强度出现极值,烧结材料的密度逐渐降低,固相含量以50vol%~52vol%为宜。     

超细TiO2在硅油中的流变特性与紫外保护性能

以超细TiO_2为原料,PEG-10聚二甲基硅氧烷为分散剂,十甲基环五硅氧烷为溶剂,制备出超细TiO_2分散浆。考察了分散剂用量对分散浆稳定性和黏度的影响。结果表明:当TiO_2固含量为30%,分散剂用量为6%的条件下得到的分散浆黏度仅为57.20 mPa·s,触变性小,不易絮凝,稳定性高;以5%有效成分含量与凡士林混合模拟防晒霜,测得其防晒指数SPF为11,与TiO_2粉体相比(SPF为9),分散浆的紫外保护性能显著提高。流变特性研究结果表明:分散浆黏度具有剪切稀化特性,为假塑性流体,其流动行为符合幂律模型。通过阿伦尼乌斯方程描述温度对黏度的影响,分散浆黏度随温度的升高而减小,随着固含量的增加,分散浆黏度对温度的敏感性增强。