sic晶須的分散研究

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1、SiC晶須的分散研究?4?過(guò)濾與分離JournalofFiltration&Separation2007Vo1.17No3SiC晶須的分散研究王成文,戴長(zhǎng)虹,劉昌明,時(shí)春華(1.青島理工大學(xué)環(huán)境與市政工程學(xué)院,山東青島266033;2.濟(jì)南精誠(chéng)環(huán)保工程有限公司,山東濟(jì)南250158)摘要:利用離心沉降濁度法對(duì)SiC晶須在四種不同的分散劑中的分散行為進(jìn)行了研究.探討了不同分散劑的分散效果,并對(duì)其分散機(jī)理進(jìn)行了分析.結(jié)果表明,分散劑的分散能力順序?yàn)锳MP一95>DP518>DP27O>A一1230.關(guān)鍵詞:SiC晶須;分散劑;濁度法中圖分類

2、號(hào):TQ314.255文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1005—8265(2007)03—0004—02對(duì)SiC晶須進(jìn)行有效分散是SiC晶須研究的關(guān)鍵,SiC晶須具有低密度,高熔點(diǎn),高強(qiáng)度,高模量,低的熱膨脹率,以及耐磨,耐蝕,耐高溫氧化等優(yōu)良特性,主要用于陶瓷基,金屬基,樹脂基復(fù)合材料的補(bǔ)強(qiáng)增韌,使復(fù)合材料的各項(xiàng)性能有顯著的改善,但由于表面力和靜電的作用,晶須會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的團(tuán)聚和纏結(jié),失去了晶須的許多優(yōu)越性,使其效能不能充分發(fā)揮.因此,解決SiC晶須的分散問(wèn)題便尤為重要.本文主要研究了SiC晶須在水介質(zhì)中的分散與團(tuán)聚行為,考察了DP518,DP270,AMP一95和A一

3、1230四種分散劑的分散效果,探討了各自的分散機(jī)理.1實(shí)驗(yàn)部分1.1實(shí)驗(yàn)原料實(shí)驗(yàn)用SiC晶須為自制,直徑為14m,長(zhǎng)度為30100m.分散劑采用聚丙烯酸銨+鹽DP518,聚丙烯酸鈉鹽DP270,氨基甲基丙醇AMP一95,水性硅烷A一1230,均為分析純.pH值調(diào)整劑為乙酸和胺中和劑.SiC晶須經(jīng)過(guò)預(yù)處理后使用,先用HF進(jìn)行預(yù)處理(浸泡24h),然后用蒸餾水洗,直至上層清液顯弱酸性(DH值在6.0左右).1.2實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備HJ一3型恒溫磁力攪拌器,SK250型超聲波清洗器,TDL一40B型離心機(jī),PHS一2C型酸度計(jì),WGZ一200型散射式濁度儀.1.3實(shí)驗(yàn)步驟

4、為考察分散程度的好壞,采用濁度作為考察指標(biāo).配制質(zhì)量百分比分別為0.05%,0.10%,0.15%,0.20%的分散劑溶液各5Ornl,取SiC晶須0.3g加入到分散劑溶液中,先磁力攪拌20min,再超聲振蕩30min,接著用離心機(jī)對(duì)懸浮液進(jìn)行離心沉降,轉(zhuǎn)速選用1500r/rain,5min以后測(cè)懸浮液上清液的濁度,記錄并選出各種分散劑的最佳質(zhì)量百分比.2結(jié)果與討論2.1分散劑含量對(duì)分散效果的影響實(shí)驗(yàn)中采用濁度來(lái)表征分散劑的分散效果,濁度越大,則分散體系越穩(wěn)定,分散效果就越好.各分散劑不同含量與上清液濁度的關(guān)系如表1,圖1所示.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,前三種分散劑對(duì)SiC

5、晶須均有明顯的分散作用,分散效果均隨其含量的變化而變化.當(dāng)分散劑含量達(dá)到一定值時(shí),分散效果最好,懸浮液也最穩(wěn)定,而當(dāng)分散劑含量繼續(xù)增大時(shí),晶須又開始團(tuán)聚,使懸浮液的穩(wěn)定性下降.第四種分散劑硅烷對(duì)于自制SiC晶須的分散效果不是特別明顯.由圖表可知,各分散劑的最佳含量DP518為0.05%,DP270為0.10%,AMP一95為0.10%,A一1230為0.10%,各自的分散能力順序?yàn)锳MP-95>DP518>DP270>A一】230.表1各分散劑不同含量對(duì)SiC晶須分散效果的影響2.2pH值對(duì)分散效果的影響SiC的等電點(diǎn)(IEP)在pH值為3.5

6、左右,在很寬的收稿日期:2007—02—02基金項(xiàng)目:山東省教育廳科技計(jì)劃項(xiàng)H(A2003—146)作者簡(jiǎn)介:王成文(1982一).女,碩士研究生.研究方向:陶瓷復(fù)合材料的研究與應(yīng)用,聯(lián)系電話:138648710142007Vo1.17No.3過(guò)濾與分離JournalofFiltration&Separation?5?l2001Ooo800鑫600愛400200O/—r一◆—～j....卜.O.O5O.1UO.152U.2O分散劑含量,WT%圖1各分散劑不同含量對(duì)SiC晶須分散效果的影響pH值范圍內(nèi)SiC表面帶負(fù)電荷,最高負(fù)電位為一40mvtSl.在等電

7、點(diǎn)附近粒子容易發(fā)生聚沉,遠(yuǎn)離等電點(diǎn)才具有良好的分散效果.因此,SiC晶須只有在DH值比較大的條件下才具有良好的靜電穩(wěn)定性.本實(shí)驗(yàn)所用試劑的DH值DP518為7.59.0,DP270為7.0—8.0,AMP一95為l1-3,A一1230為3.0—5.0,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,AMP一95的分散效果最好.3分散劑作用機(jī)理分析分散穩(wěn)定過(guò)程通常用雙電層理論(DLVO),空間位阻理論和氫鍵作用力學(xué)說(shuō)來(lái)解釋.當(dāng)微細(xì)顆粒分散在介質(zhì)中時(shí),分散劑化合物選擇性地吸附在其表面而使分散的微細(xì)顆粒產(chǎn)生穩(wěn)定作用.否則,如果沒(méi)有分散劑的穩(wěn)定作用,被分散后的顆粒會(huì)因范德華力和重力的作用而重新聚集,絮凝

8、并產(chǎn)生沉淀.盧壽慈等㈣用