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納米粒子原位包覆高速分散工藝

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現(xiàn)有技術(shù)中功能性高聚物產(chǎn)品越來越多，它們大多通過在聚合物中 添加細小尺寸乃至納米級的無機粒子，使產(chǎn)品具有某些新功能。但是， 細小尺寸的無機粒子，特別是納米級的無機粒子，在使用過程中極容易 發(fā)生團聚而影響其功能性的體現(xiàn)。隨著納米技術(shù)的日益發(fā)展，人們對納 米材料的要求也不斷提高，為了充分體現(xiàn)納米尺寸所特有的性能， 有效防止顆粒團聚、提高分散性。粒子表面包覆便是因此而發(fā)展起來的 一項技術(shù)，其主要原理是用表面添加劑與顆粒發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或者表面吸 附，從而改變粒子的表面形態(tài)，提高細小粒子特別是粉體的分散性能。

通常，納米無機粒子包覆是在得到納米粉體后再對其進行機械分 散，然后進行表面包覆處理。由于納米無機粒子具有的比表面積， 制備形成納米粉體后很容易團聚在一起，而一旦發(fā)生團聚就很難通過機 械方法使其再次分散成納米級的粒子了。正因如此，常規(guī)的納米無機粒 子表面包覆方法很容易出現(xiàn)分散不勻、表面包覆不均等問題。

作為生產(chǎn)中的一種重要添加劑，納米級無機粒子的表面包 覆技術(shù)成為近年來人們研究的一個熱點。據(jù)報道，“溶膠—凝膠法”制備納米的工藝研究；邢曦等人介紹 了近年來納米粒子表面包覆的方法和特點，包括無機物包覆中沉降與表 面化學(xué)反應(yīng)法、聲化學(xué)法和納米粒子自組裝法等；孫予罕等人發(fā)明了一 種表面包膜氧化鋁的納米顆粒的制備方法，先采用“溶膠—凝膠法” 合成納米級，然后再進行氧化鋁包膜。

     無機納米粒子原位生成的過程中同時進行表面包覆、有 機分散處理，然后直接應(yīng)用到的生產(chǎn)過程中，形成無機納米粒子與 高聚物的有效復(fù)合體，實現(xiàn)納米粒子生成、表面包覆、分散使用的一步 法工藝。

 影響分散結(jié)果的因素有以下幾點

1 分散頭的形式（批次式和連續(xù)式）（連續(xù)式比批次好）

2 分散頭的剪切速率 （越大，效果越好）

3 分散頭的齒形結(jié)構(gòu)（分為初齒，中齒，細齒，chao細齒，約細齒效果越好）

4 物料在分散墻體的停留時間，乳化分散時間（可以看作同等的電機，流量越小，效果越好）

5 循環(huán)次數(shù)（越多，效果越好，到設(shè)備的期限，就bu能zai好）

線速度的計算

剪切速率的定義是兩表面之間液體層的相對速率。

– 剪切速率 (s-1) = v 速率 (m/s) g 定-轉(zhuǎn)子 間距 (m)

由上可知，剪切速率取決于以下因素：

– 轉(zhuǎn)子的線速率

– 在這種請況下兩表面間的距離為轉(zhuǎn)子-定子 間距。 IKN 定-轉(zhuǎn)子的間距范圍為 0.2 ~ 0.4 mm

速率V= 3.14 X D（轉(zhuǎn)子直徑）X 轉(zhuǎn)速 RPM / 60

   高的轉(zhuǎn)速和剪切率對于獲得chao細微懸浮液是重要的。根據(jù)一些行業(yè)te殊要求，依肯公司在ER2000系列的基礎(chǔ)上又開發(fā)出ERS2000chao gao速分散機。其剪切速率可以chao過14000 rpm，轉(zhuǎn)子的速度可以da到40m/s。在該速度范圍內(nèi)，由剪切力所造成的湍流結(jié)合研制的電機可以使粒徑范圍小到納米級。剪切力更強，粒經(jīng)分布更窄。由于能量密度ji高,無需其他輔助分散設(shè)備。

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