Добавление большего количества диспергатора делает суспензию более густой: почему?- Suzhou Qingtian New Material Co., Ltd.

В суспензиях пигмента, технического углерода или неорганического наполнителя большее количество диспергатора не всегда означает лучшее. Слишком мало, и частицы агломерируются; За пределами подходящего диапазона взаимодействие свободных диспергаторов, смол и изменения в реологии системы могут снова повысить вязкость. Поэтому для определения подходящего диапазона обычно используется градиентный тест.

Слишком мало

Частицы имеют тенденцию к агломерации, и суспензия плохо течет.

Подходящий диапазон

Вязкость падает по мере смачивания и разделения частиц.

Слишком много

Свободный диспергатор может изменить реологию, и вязкость снова повысится.

Градиентный тест

Низкие, средние и высокие дозировки сравнивались в одинаковых условиях.

1. Введение

В покрытиях, чернилах, клеях и проводящих суспензиях часто используются диспергаторы для улучшения смачивания и диспергирования пигментов и наполнителей. На практике при составлении рецептур может возникнуть запутанное явление: при повышении дозировки диспергатора с низкого уровня вязкость раствора сначала падает, а после определенного диапазона снова начинает расти.

Это не обязательно означает, что сам диспергатор неисправен. Возможно, дозировка просто превысила диапазон, подходящий для нынешней системы.

2. Как меняется вязкость в зависимости от дозировки

Когда пигмент или наполнитель попадает в смолу и растворитель, частицы легко агрегируются. Материалы с большой удельной поверхностью, такие как технический углерод, легко образуют структуру между частицами. Если смачивание и диспергирование недостаточны, агломерированные частицы увеличивают пространственную сетку внутри системы, что ухудшает текучесть суспензии. Поэтому при низкой дозировке диспергатора вязкость обычно падает по мере увеличения дозировки, и частицы постепенно смачиваются и разделяются.

Как только адсорбция на поверхности частиц достигнет подходящего состояния, добавление большего количества диспергатора не обязательно приведет к дальнейшему улучшению дисперсии. Часть ее может находиться в непрерывной фазе в свободном состоянии и взаимодействовать со смолой, растворителем или другими добавками, изменяя реологическое состояние системы.

Кроме того, когда концентрация пигмента и наполнителя высока, сама система может демонстрировать заметную зависимость от сдвига, а на измеренную вязкость влияет скорость сдвига; одна и та же суспензия может давать разные результаты в разных условиях испытаний. Нельзя просто предположить, что большее количество диспергатора всегда означает лучшую дисперсию и меньшую вязкость.

Низкая дозировка	Смачивание и дисперсия недостаточны, агломераты увеличивают пространственную сетку и ухудшают текучесть.
Увеличение дозировки	Частицы постепенно смачиваются и разделяются, вязкость обычно падает.
За пределами подходящего диапазона	Свободный диспергатор в непрерывной фазе взаимодействует со смолой, растворителем или другими добавками и изменяет реологию, поэтому вязкость может снова повыситься.

3. Разных материалов требуется разное количество.

Дозировка диспергатора зависит от удельной поверхности и свойств поверхности пигмента или наполнителя, а также от используемой концентрации.

Технический углерод	Большая удельная поверхность; частицы легко образуют структуру.
Диоксид титана, неорганические наполнители	Поверхностные характеристики отличаются от техуглерода, поэтому потребность в диспергаторах также различается.
Тот же диспергатор, другая пигментная система.	Подходящая дозировка может измениться.
Фиксированный процент	Не подходит для непосредственного добавления в реальный состав.

4. Как подобрать подходящую дозировку

Более практичным методом является тест на градиент, например, низкие, средние и высокие дозировки по сравнению со всем остальным сырьем и условиями измельчения, оставшимися прежними.

Что следует соблюдать	Помимо исходной вязкости: крупность, изменение вязкости после хранения и текучесть суспензии.
Тенденция то вниз, то вверх	Если вязкость сначала падает, а затем постепенно возрастает, то область низкой вязкости в середине заслуживает более тщательного тестирования.
Тестовые точки	Не оценивайте дисперсию по одной точке вязкости. Реология меняется в зависимости от условий сдвига, и результат при одном условии сдвига может не полностью отражать реальное применение.

5. Выбор диспергатора – это больше, чем просто снижение вязкости.

При отборе диспергаторов вязкость следует оценивать вместе со стабильностью при хранении, крупностью и эффективностью конечного применения. Некоторые схемы имеют низкую начальную вязкость, но после выдерживания загустевают или становятся грубыми; другие мало изменяют начальную вязкость, но хорошо хранятся. Диспергатор должен соответствовать всей суспензионной системе, а не низкой вязкости в определенный момент времени.

Часто задаваемые вопросы

Почему вязкость может повыситься при добавлении большего количества диспергатора?

Обычно, поскольку дозировка превышает подходящий диапазон, свободный диспергатор взаимодействует с системой, и собственная реология суспензии изменяется.

Почему вязкость высока, когда диспергатора слишком мало?

Частицы агрегируют и вместе с материалами с большой площадью поверхности, такими как углеродная сажа, образуют структуру; недостаточное смачивание приводит к образованию агломератов, которые расширяют пространственную сеть и затрудняют течение.

Как подобрать подходящую дозировку?

Проведите градиентный тест с низкими, средними и высокими дозировками в одинаковых условиях и сравните исходную вязкость, крупность, вязкость после хранения и состояние текучести.

Достаточно ли одного измерения вязкости, чтобы оценить дисперсию?

Нет. Реология меняется в зависимости от условий сдвига, поэтому результат при одном условии сдвига может не полностью отражать реальное применение.

Жидкость, которая становится гуще при увеличении количества диспергатора, обычно связана с дозировкой, выходящей за пределы подходящего диапазона, взаимодействием свободного диспергатора с системой и собственными реологическими изменениями суспензии. Разумный подход заключается не в постоянном добавлении диспергатора, а в проведении градиентных испытаний свойств пигмента и наполнителя, системы смолы, типа диспергатора и его дозировки, а также в поиске диапазона, который уравновешивает вязкость, состояние дисперсии и стабильность при хранении.