周揚復旦研究生報告

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1、熒光燈制造中的分散劑（導師：陳大華職稱：教授研究課題：電光源工藝）周揚（復旦人學）引言為使帶有固相顆粒（熒光粉、氧化鋁等）的水性涂液（懸浮液）穩(wěn)定，不發(fā)生呈粥樣聚結(jié)成團現(xiàn)象，一定要在涂液中加入分散劑，從而得到密實、均勻和光滑的涂層。本文從分散原理、常用種類和添加量上加以闡述。分散劑的功能粉槳中所用分散劑的功能如下：降低粉漿的粘度；最人化增加粉漿中固相顆粒所占的比例；避免因觸變性（thixotropy）而導致的困難（粉漿在靜止時粘度無限地增加的現(xiàn)象）；防止固相顆粒沉降，以獲得厚度均勻一致的涂層；改善固相顆粒的分散率，使涂層排列致密：修正涂液的

2、流變性質(zhì)；減少固相顆粒的表面能，以降低球磨時所需的能量。分散劑的作用原理水性涂液中固相顆粒凝聚成團的程度取決于顆粒之間的London分散力和VandeWaals吸引力，而這兩個力取決于固相顆粒的表面化學性能和顆粒的載荷密度。在水性涂液中添加分散劑的作用在于分散劑會改變固相顆粒的表面化學性能，從而改變分散相固體顆粒之間的相互作用。靜電穩(wěn)定水是高度極性的液體，在水中的多數(shù)固相顆粒是帶負電的，基于同性相斥的原理，在水中添加陰離子分散劑將增加固相顆粒之間的排斥力。能起到使固相顆粒在水中靜電穩(wěn)定的分散劑的缺點是對涂液中固相顆粒所占比例、電離度和pH值

3、較靈敏。阻穩(wěn)定靜電一空I司位阻穩(wěn)定空間位阻穩(wěn)定在水中添加聚合物分散劑，涂液中的固相顆粒表面定向吸附上一定分子量(100010000)的聚合物，這類高分子聚合物的柔軟的親水鏈尾部將伸入水中，其另一端將錨定在固相顆粒上。于是，固相顆粒的表面就被這類高分子聚合物包圍起來了。當同相顆粒相互靠近時，聚合物的自由能將上升，此時體將呈不穩(wěn)定狀態(tài)。因此通過所謂“空間位阻效應”可以使分散體系穩(wěn)定。靜電空間位阻(Electrosteric.)穩(wěn)定靜電空間位阻穩(wěn)定是靜電穩(wěn)定和空間位阻穩(wěn)定間的交叉，此時，固相顆粒被覆蓋以帶負電的聚合物。在此場合，所需的分散劑最少，

4、而且，涂液的分散性能對固相顆粒所占比例，電離度和pH值就不那么靈敏。分散劑添加量的測定由于不同的分散相顆粒有不同的等電點，不同的酸堿度，不同的大小分布，不同的形態(tài)和表面性質(zhì)，因此，應對分散劑的種類加以選擇，要求所用分散劑可使粉漿粘度大幅下降，并能防止聚結(jié)成團和沉降，而且要求添加量盡可能的低，以降低成本?？捎糜谙⊥翢晒夥酆望u粉粉漿的分散劑有多種，陰離子型、陽離子型都可使用。根據(jù)上述原則，目前我國普遍采用由英國Siba公司進口的牌號為DispexA40A的陰離子型表面活性劑作分散劑。DispexA40A是羧酸聚合物的銨鹽（多元羧酸銨），它是淺棕

5、色的低粘度液體，濃度為40%,與水良好混溶，具有良好的穩(wěn)定性，在高溫及堿性件下粘度穩(wěn)定，它是由多元羧酸和氨水反應制得。DispexA40的相對密度為1.16（水為1.0），pH值為7.5〃一8.5"。采用DispexA40A作分散劑分散效果良好，但是用得太多的話，熒光燈的初始光通量將下降，燈的流明維持率將變差。其原因是在550°C的烤管溫度下的殘留物為黑色殘渣。做了DispexA40A的熱釋重測量，550°C下烤lOmin殘留的百分比為0.6°%，因此在獲得良好分散性能的前提下，DispexA40A的用量應越少越好。如何知道DispexA4

6、0A的最佳用量呢?我們應測量粉漿粘度和DispexA40A添加量的關(guān)系曲線。為減少分散劑的用量，可多用些潤濕劑，以增加粉漿的分散效果（潤濕劑在烤管后基本無殘留）。對于不同的固相顆粒成分，應控制粉漿的pH值，要求在此pH值時，粉漿的Zeta電位值要偏離于此固相顆粒的等電點（Zeta電位為零）值。此時因固相顆粒帶上了同等電荷，相互排斥，分散效果就好了。