填料分散儀的分散方法可根據填料類型、分散尺度及工藝需求,選擇機械剪切、超聲空化、研磨細化、電場/磁場輔助或化學改性等方式,或通過多方法聯用實現高效分散。以下是具體方法及原理:
一、機械分散法
高速混合器:通過高速旋轉的轉子產生強烈的剪切力,使填料顆粒在物料中受到劇烈的摩擦和碰撞,從而破壞顆粒間的團聚,實現分散。這種方法適用于低粘度到中等粘度的物料,分散效果較好,但可能對高粘度物料效果有限。
輥磨法:利用輥筒之間的剪切力對填料進行分散。原料在輥筒之間受到強烈的擠壓和剪切,使顆粒破碎并均勻分散。這種方法適用于高粘度物料,如橡膠、塑料等,分散效果穩定,但設備成本較高。
砂磨法:使用砂磨機,通過泵機將物料輸入到密閉的研磨腔內,使固體物料和高速轉動的研磨介質(如砂粒)發生強烈的碰撞、摩擦和剪切作用,加快聚集體的分散。這種方法適用于需要高細度分散的場合,如涂料、油墨等。
高壓均質分散法:利用高壓均質分散機,使物料在高壓作用下通過高壓均質閥,受到湍流、空穴、剪切等復合力的作用,從而使液態物質或以液體為載體的固體顆粒得到超微細化。這種方法適用于需要超細分散的場合,如納米材料、生物制劑等。
二、超聲分散法
超聲分散法利用超聲波在液體中產生的空化效應和機械振動,使填料顆粒受到強烈的沖擊和剪切,從而破壞顆粒間的團聚,實現分散。這種方法適用于納米級填料的分散,如碳納米管、納米二氧化硅等。超聲分散法具有分散效果好、操作簡便等優點,但可能對設備要求較高,且分散過程中可能產生熱量,需要注意散熱。
三、研磨分散法
研磨分散法通過研磨介質(如研磨球、研磨棒等)對填料進行研磨和剪切,使顆粒破碎并均勻分散。這種方法適用于需要高細度分散的場合,如陶瓷、顏料等。研磨分散法具有分散效果好、可控制粒度分布等優點,但可能對設備磨損較大,且研磨過程中可能產生熱量,需要注意冷卻。
四、電場或磁場輔助分散法
對于某些具有電導率或磁性的填料,可以利用電場或磁場的作用來實現分散。例如,通過施加電場或磁場,使填料顆粒在電場或磁場中受到力的作用而發生定向移動或旋轉,從而破壞顆粒間的團聚,實現分散。這種方法適用于特定類型的填料,如導電填料、磁性填料等。
五、化學分散法
化學分散法通過添加分散劑或表面活性劑等化學物質,改變填料顆粒表面的性質,使其更容易分散在基體中。分散劑或表面活性劑可以吸附在填料顆粒表面,形成一層保護膜,防止顆粒間的團聚。同時,它們還可以降低基體的粘度,提高填料的分散性。這種方法適用于各種類型的填料,但需要注意分散劑或表面活性劑的選擇和用量,以避免對基體性能產生不良影響。