填料分散仪的分散方法可根据填料类型、分散尺度及工艺需求,选择机械剪切、超声空化、研磨细化、电场/磁场辅助或化学改性等方式,或通过多方法联用实现高效分散。以下是具体方法及原理:
一、机械分散法
高速混合器:通过高速旋转的转子产生强烈的剪切力,使填料颗粒在物料中受到剧烈的摩擦和碰撞,从而破坏颗粒间的团聚,实现分散。这种方法适用于低粘度到中等粘度的物料,分散效果较好,但可能对高粘度物料效果有限。
辊磨法:利用辊筒之间的剪切力对填料进行分散。原料在辊筒之间受到强烈的挤压和剪切,使颗粒破碎并均匀分散。这种方法适用于高粘度物料,如橡胶、塑料等,分散效果稳定,但设备成本较高。
砂磨法:使用砂磨机,通过泵机将物料输入到密闭的研磨腔内,使固体物料和高速转动的研磨介质(如砂粒)发生强烈的碰撞、摩擦和剪切作用,加快聚集体的分散。这种方法适用于需要高细度分散的场合,如涂料、油墨等。
高压均质分散法:利用高压均质分散机,使物料在高压作用下通过高压均质阀,受到湍流、空穴、剪切等复合力的作用,从而使液态物质或以液体为载体的固体颗粒得到超微细化。这种方法适用于需要超细分散的场合,如纳米材料、生物制剂等。
二、超声分散法
超声分散法利用超声波在液体中产生的空化效应和机械振动,使填料颗粒受到强烈的冲击和剪切,从而破坏颗粒间的团聚,实现分散。这种方法适用于纳米级填料的分散,如碳纳米管、纳米二氧化硅等。超声分散法具有分散效果好、操作简便等优点,但可能对设备要求较高,且分散过程中可能产生热量,需要注意散热。
三、研磨分散法
研磨分散法通过研磨介质(如研磨球、研磨棒等)对填料进行研磨和剪切,使颗粒破碎并均匀分散。这种方法适用于需要高细度分散的场合,如陶瓷、颜料等。研磨分散法具有分散效果好、可控制粒度分布等优点,但可能对设备磨损较大,且研磨过程中可能产生热量,需要注意冷却。
四、电场或磁场辅助分散法
对于某些具有电导率或磁性的填料,可以利用电场或磁场的作用来实现分散。例如,通过施加电场或磁场,使填料颗粒在电场或磁场中受到力的作用而发生定向移动或旋转,从而破坏颗粒间的团聚,实现分散。这种方法适用于特定类型的填料,如导电填料、磁性填料等。
五、化学分散法
化学分散法通过添加分散剂或表面活性剂等化学物质,改变填料颗粒表面的性质,使其更容易分散在基体中。分散剂或表面活性剂可以吸附在填料颗粒表面,形成一层保护膜,防止颗粒间的团聚。同时,它们还可以降低基体的粘度,提高填料的分散性。这种方法适用于各种类型的填料,但需要注意分散剂或表面活性剂的选择和用量,以避免对基体性能产生不良影响。