建筑陶瓷復(fù)合分散劑的制備與性能研究

孫守男等

摘 要：在建筑陶瓷工業(yè)生產(chǎn)中，坯體的強(qiáng)度、可塑性是直接影響產(chǎn)品的成品率及質(zhì)量的重要指標(biāo)。在自制聚合物分散劑PYAS的基礎(chǔ)上，加入三聚磷酸鈉（STPP）、六偏磷酸鈉（SHMP）進(jìn)行復(fù)配，可以研究開發(fā)出分散效果更好的，且具有增強(qiáng)、增塑作用的復(fù)合分散劑。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)PYAS、STPP、SHMP的比例為25%﹕35%﹕40%，復(fù)合分散劑總摻量為0.5%～0.6%時(shí)，陶瓷坯體的抗折性能最佳；結(jié)合電鏡分析發(fā)現(xiàn)：漿料中大部分陶土顆粒尺寸在10μm以下，表面光滑，無粘接的片狀顆粒，證明復(fù)合分散劑分散效果良好。

關(guān)鍵詞：建筑陶瓷；分散劑；復(fù)配；增強(qiáng)；增塑

1 引言

隨著陶瓷工業(yè)的迅速發(fā)展，陶瓷生產(chǎn)過程中對漿料和坯料性能的要求越來越高，低能耗、高效益和高性價(jià)比已成為陶瓷工業(yè)的發(fā)展趨勢。因此，合理使用陶瓷添加劑是提高陶瓷產(chǎn)品品質(zhì)的關(guān)鍵要素之一[1，2]。陶瓷分散劑（減水劑）是目前應(yīng)用十分廣泛的一種陶瓷添加劑[3，4]，具有助磨、增強(qiáng)等功效[5，6]，對降低制造成本和提高陶瓷制品的性能起著重要的作用。

目前，在陶瓷生產(chǎn)中常用的分散劑可以分為無機(jī)陶瓷分散劑、有機(jī)小分子陶瓷分散劑、復(fù)合陶瓷分散劑和高分子陶瓷分散劑（超分散劑）四大類。傳統(tǒng)的無機(jī)陶瓷分散劑存在摻加量大、分散效率低以及制得的泥漿穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)。目前，國外陶瓷企業(yè)已基本不使用單一組分的無機(jī)陶瓷分散劑。有機(jī)小分子陶瓷分散劑雖然其減水分散效果比無機(jī)陶瓷分散劑好，但是成本相對較高，也存在穩(wěn)定性較差的問題。高分子分散劑分散效果好、分散效率高，但是價(jià)格過高[7]。將無機(jī)分散劑和高分子分散劑復(fù)配得到復(fù)合分散劑，不僅可以降低成本，還具有膠體解凝范圍較寬、減水率高、成本低、經(jīng)濟(jì)效益顯著等優(yōu)點(diǎn)，因此，具有更加廣泛的應(yīng)用前景[8]。

在陶瓷工業(yè)生產(chǎn)中，陶瓷坯體的塑性和強(qiáng)度是影響產(chǎn)品的成品率及質(zhì)量的重要指標(biāo)[9]。增加成型壓力可以增強(qiáng)坯體強(qiáng)度[10]，但是壓力不可能無限制增大，要滿足加工工藝的要求，還需要在陶瓷漿料中外加坯體增強(qiáng)劑[11，12]。目前，用得較多的陶瓷增強(qiáng)、增塑劑是羧甲基纖維素鈉（CMC）和淀粉類增強(qiáng)劑[13]。但是這些外加坯體增強(qiáng)劑在提高坯體強(qiáng)度的同時(shí)，還會(huì)導(dǎo)致泥漿的流動(dòng)性降低、泥漿觸變性變大等問題，甚至還會(huì)造成坯體增強(qiáng)劑在坯體內(nèi)揮發(fā)不完全。因此，研究開發(fā)既能提高坯體強(qiáng)度，又不影響泥漿的流動(dòng)性，甚至改善泥漿塑性的多功能分散劑具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

本文在自制聚合物分散劑的基礎(chǔ)上，加入無機(jī)分散劑進(jìn)行復(fù)配，開發(fā)制備出具有減水、增強(qiáng)、增塑等多種功能的復(fù)合陶瓷分散劑，并研究其對泥漿的分散作用和對坯料的增強(qiáng)效果。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 實(shí)驗(yàn)原料

本實(shí)驗(yàn)所采用原料有陶土粉料：工業(yè)級，甘肅省白銀市平川區(qū)陶瓷研究中心；聚合物分散劑PYAS：天津大學(xué)實(shí)驗(yàn)室自制；三聚磷酸鈉（STPP）：分析純，天津市江天化工科技有限公司；六偏磷酸鈉（SHMP）：分析純，天津市江天化工科技有限公司。

2.2 聚合物分散劑PYAS的制備

（1） 甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯（MPEGA）大單體的制備

在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，甲氧基聚乙二醇和丙烯酸在一定溫度下加入催化劑和阻聚劑進(jìn)行酯化反應(yīng)。粗產(chǎn)物旋蒸后得MPEGA大單體。

（2）共聚物的制備

以衣康酸（IA）、自制MPEGA為單體，加入引發(fā)劑在水溶液中進(jìn)行共聚，制得聚合物分散劑PYAS。

2.3 陶瓷漿料的制備及性能測試

（1） 漿料的制備

采用濕法制漿，取150g處理過的陶瓷原料加入球磨罐中，加入300g磨球和分散劑溶液，加水調(diào)節(jié)至固含量為71wt%，在300r/min的條件下球磨15min，最后獲得漿料。

（2） 漿料流動(dòng)性的測定

將分散均勻的漿料加入到100mL的涂-4杯中，靜置3s后打開底部閥門，用秒表記錄漿料全部流出時(shí)所用的時(shí)間，溫度控制在25℃，取三次測量的平均值來表示泥漿的流動(dòng)性。

（3） 漿料厚化度的測定

漿料在粘度計(jì)中靜置30min之后的流出時(shí)間與在粘度計(jì)中靜置30s之后的流出時(shí)間之比即為漿料厚化度。三次測量取平均值來表示泥漿的觸變性。

（4） 漿料掃描電鏡（SEM）觀察

將已球磨好的陶土漿料稀釋1000倍，滴一滴在貼有導(dǎo)電膠的載玻片上，在70℃條件下靜置烘干后，進(jìn)行形貌結(jié)構(gòu)分析，表征復(fù)合分散劑的分散性能。

2.4 陶瓷坯體的制備及性能測試

（1） 陶瓷坯體熱轉(zhuǎn)變性能的測試

將分散劑添加到陶瓷泥料中造粒，根據(jù)國標(biāo)陶瓷磚試驗(yàn)方法GBT 4100-2006制成生坯樣品備用；取10mg充分干燥后的陶土原料，采用Thermo-flex綜合熱分析儀對其進(jìn)行熱分析，測定其熱轉(zhuǎn)變性能，升溫范圍為25～1400℃，升溫速度為10℃/min，確定陶瓷坯體的燒結(jié)溫度。

（2） 坯料可塑性測試

采用圓柱體壓縮法制得圓柱體試樣備用。用KS-B 數(shù)顯式可塑性儀測量其可塑性。每組測試6個(gè)試樣，取平均值。 （3） 陶瓷坯體抗抗折強(qiáng)度測試

將壓制好的生坯試樣在自然環(huán)境中干燥 3 天，然后在105～110 ℃下干燥處理24h后得到陶瓷生坯試樣，將生坯在燒結(jié)溫度下保溫?zé)Y(jié)2h獲得燒成后的陶瓷坯體，采用微機(jī)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī)測量其生坯和燒結(jié)后坯體的強(qiáng)度。

3 結(jié)果與討論

3.1復(fù)合分散劑最佳配比研究

確定漿料固含量為71wt%，固定復(fù)合分散劑總摻量為0.5%，以PYAS、STPP和SHMP的最佳添加量為初始復(fù)配比例，分別測定PYAS、STPP、SHMP占復(fù)合分散劑比例對陶瓷坯體抗折強(qiáng)度的影響，結(jié)果如圖1所示。endprint

由圖1可知，陶瓷生坯抗折強(qiáng)度隨著PYAS、STPP、SHMP用量的增加而增加；與空白樣比較發(fā)現(xiàn)，當(dāng)PYAS、STPP、SHMP的添加量為其最佳添加量時(shí)，陶瓷生坯抗折強(qiáng)度分別提高了60%、40%、60%。燒成后的陶瓷坯體抗折強(qiáng)度隨PYAS、STPP、SHMP添加比例的增加呈現(xiàn)先增大后減小的變化趨勢，陶瓷坯體的抗折強(qiáng)度在PYAS、STPP、SHMP的添加量分別為0.6%、0.6%、0.8%時(shí)達(dá)到最大值。

綜合上述分析，采用三因子三水平正交實(shí)驗(yàn)，確定復(fù)合分散劑中PYAS、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉的最佳復(fù)配比為25﹕35﹕40。

3.2 復(fù)合分散劑的分散作用和對陶瓷坯料可塑性的影響

復(fù)合分散劑摻量對陶瓷漿料的分散作用以及陶瓷坯料可塑性的影響結(jié)果如圖2所示。

從圖2（a）可知，復(fù)合分散劑總摻量為0.6%時(shí)，陶瓷漿料流動(dòng)性最好，流出時(shí)間達(dá)最短36s；陶瓷漿料的厚化度達(dá)最大值1.98時(shí)，對應(yīng)的總摻量為0.5%。由圖2（b）可知，坯料的可塑度隨著復(fù)合分散劑添加量的增加呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，復(fù)合分散劑的加入使陶瓷泥料微粒表層水的表面張力降低，同時(shí)削弱了粒子間的相互作用。當(dāng)總摻量為0.4%時(shí)，坯料有最大可塑度0.43，繼續(xù)增大復(fù)合分散劑的用量，坯料可塑度反而下降，但下降較小，當(dāng)總摻量達(dá)0.6%時(shí)，坯料的可塑度為0.38。

綜上所述，并考慮實(shí)際生產(chǎn)中對陶瓷漿料工藝性能的要求，確定復(fù)合分散劑最佳添加量范圍為0.5%～0.6%。

3.3 復(fù)合分散劑分散效果的掃描電鏡分析

以未加分散劑的陶土漿料做為空白組、對比添加0.4%三聚磷酸鈉陶土漿料和添加0.6%復(fù)合分散劑的陶土漿料的SEM圖像，觀察漿料分散效果，結(jié)果如圖3所示。

由圖3可見，圖3（a）未加入分散劑的陶土顆粒較大，且顆粒表面粘接的片狀顆粒較多，圖3（b）具有明顯的顆粒絮凝體；圖3（c）添加0.4%三聚磷酸鈉的陶土顆粒明顯變小，尺寸在20μm左右，顆粒表面粘接的片狀顆粒減少，顆粒絮凝狀態(tài)有所改善；與之相比，添加0.6%復(fù)合分散劑的陶瓷漿料的大部分陶土顆粒尺寸在10μm以下，如圖3（e）所示，且顆粒表面比較光滑，幾乎沒有粘連片狀顆粒，如圖3（f）所示。

這是因?yàn)閺?fù)合分散劑同時(shí)具備無機(jī)和有機(jī)兩種分散劑的優(yōu)點(diǎn)，既能吸附在泥漿顆粒表面，使陶瓷漿料形成帶電荷的雙電層，增大陶土顆粒間的靜電斥力，使陶土顆粒難于發(fā)生團(tuán)聚；又能通過高分子鏈包裹在陶土顆粒的表面，形成有機(jī)保護(hù)層，阻礙粒子的聚集，其溶劑化鏈在介質(zhì)中充分?jǐn)U展，形成位阻層來阻止固體粒子的絮凝團(tuán)聚，從而使?jié){料具有很好的分散性。

3.4復(fù)合分散劑對陶瓷坯體抗折性能的影響

對比復(fù)合分散劑和聚丙烯酸鈉對陶瓷生坯的增強(qiáng)效果，結(jié)果如圖4所示。

由圖4可以看出，添加復(fù)合分散劑后，陶瓷的生坯強(qiáng)度大大增強(qiáng)，明顯優(yōu)于聚丙烯酸鈉的增強(qiáng)效果。

將上述試樣在1100℃條件下保溫?zé)Y(jié)2h獲得燒成后的陶瓷坯體，結(jié)果如圖5所示。

由圖5可知，坯體的抗折強(qiáng)度隨復(fù)合分散劑添加量的增大而增大，當(dāng)復(fù)合分散劑的總摻量為 0.6%時(shí)，坯體抗折性達(dá)到 28.3MPa，且增強(qiáng)效果明顯優(yōu)于同濃度聚丙烯酸鈉。

復(fù)合分散劑中聚合物分子鏈可以在坯體顆粒之間架橋并相互纏結(jié)，產(chǎn)生交聯(lián)作用而形成不規(guī)則網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，把陶瓷顆粒緊緊包裹住。坯體在100℃以上進(jìn)行干燥處理后，聚合物分子的熱運(yùn)動(dòng)能力增加，這就使得包裹在陶土粒子外表面的高分子之間進(jìn)行纏繞或鏈合，把陶土粒子更加緊密地粘合在一起。在外部對粉料施加壓力成型，形成粘土粒子間的機(jī)械結(jié)合的同時(shí)，又有粉料內(nèi)部高分子粘合作用，最終使經(jīng)過干燥處理后的坯體強(qiáng)度得到提高。

4 結(jié)論

在自制聚合物分散劑PYAS的基礎(chǔ)上，加入三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉進(jìn)行復(fù)配，確定三種分散劑的最優(yōu)復(fù)配比例為25﹕35﹕40，復(fù)合分散劑的最佳添加量為0.5%～0.6%。在此條件下：漿料的流動(dòng)性和厚化度最佳，流出時(shí)間可達(dá)到36s，厚化度為1.98；坯料可塑度高于0.38；陶瓷生坯和燒成后陶瓷坯體的抗折強(qiáng)度明顯優(yōu)于同濃度聚丙烯酸鈉；掃描電鏡觀察到與加入STPP的陶瓷漿料相比，加入復(fù)合分散劑的陶瓷漿料中大部分陶土顆粒尺寸保持在10μm以下，表面光滑，無粘接的片狀顆粒，分散作用明顯增強(qiáng)。

參考文獻(xiàn)

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[13] 朱志斌， 齊建美. 羧甲基纖維素與陶瓷添加劑[J]. 陶瓷工程，2000， 34（2）： 49-53.endprint

由圖1可知，陶瓷生坯抗折強(qiáng)度隨著PYAS、STPP、SHMP用量的增加而增加；與空白樣比較發(fā)現(xiàn)，當(dāng)PYAS、STPP、SHMP的添加量為其最佳添加量時(shí)，陶瓷生坯抗折強(qiáng)度分別提高了60%、40%、60%。燒成后的陶瓷坯體抗折強(qiáng)度隨PYAS、STPP、SHMP添加比例的增加呈現(xiàn)先增大后減小的變化趨勢，陶瓷坯體的抗折強(qiáng)度在PYAS、STPP、SHMP的添加量分別為0.6%、0.6%、0.8%時(shí)達(dá)到最大值。

綜合上述分析，采用三因子三水平正交實(shí)驗(yàn)，確定復(fù)合分散劑中PYAS、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉的最佳復(fù)配比為25﹕35﹕40。

3.2 復(fù)合分散劑的分散作用和對陶瓷坯料可塑性的影響

復(fù)合分散劑摻量對陶瓷漿料的分散作用以及陶瓷坯料可塑性的影響結(jié)果如圖2所示。

從圖2（a）可知，復(fù)合分散劑總摻量為0.6%時(shí)，陶瓷漿料流動(dòng)性最好，流出時(shí)間達(dá)最短36s；陶瓷漿料的厚化度達(dá)最大值1.98時(shí)，對應(yīng)的總摻量為0.5%。由圖2（b）可知，坯料的可塑度隨著復(fù)合分散劑添加量的增加呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，復(fù)合分散劑的加入使陶瓷泥料微粒表層水的表面張力降低，同時(shí)削弱了粒子間的相互作用。當(dāng)總摻量為0.4%時(shí)，坯料有最大可塑度0.43，繼續(xù)增大復(fù)合分散劑的用量，坯料可塑度反而下降，但下降較小，當(dāng)總摻量達(dá)0.6%時(shí)，坯料的可塑度為0.38。

綜上所述，并考慮實(shí)際生產(chǎn)中對陶瓷漿料工藝性能的要求，確定復(fù)合分散劑最佳添加量范圍為0.5%～0.6%。

3.3 復(fù)合分散劑分散效果的掃描電鏡分析

以未加分散劑的陶土漿料做為空白組、對比添加0.4%三聚磷酸鈉陶土漿料和添加0.6%復(fù)合分散劑的陶土漿料的SEM圖像，觀察漿料分散效果，結(jié)果如圖3所示。

由圖3可見，圖3（a）未加入分散劑的陶土顆粒較大，且顆粒表面粘接的片狀顆粒較多，圖3（b）具有明顯的顆粒絮凝體；圖3（c）添加0.4%三聚磷酸鈉的陶土顆粒明顯變小，尺寸在20μm左右，顆粒表面粘接的片狀顆粒減少，顆粒絮凝狀態(tài)有所改善；與之相比，添加0.6%復(fù)合分散劑的陶瓷漿料的大部分陶土顆粒尺寸在10μm以下，如圖3（e）所示，且顆粒表面比較光滑，幾乎沒有粘連片狀顆粒，如圖3（f）所示。

這是因?yàn)閺?fù)合分散劑同時(shí)具備無機(jī)和有機(jī)兩種分散劑的優(yōu)點(diǎn)，既能吸附在泥漿顆粒表面，使陶瓷漿料形成帶電荷的雙電層，增大陶土顆粒間的靜電斥力，使陶土顆粒難于發(fā)生團(tuán)聚；又能通過高分子鏈包裹在陶土顆粒的表面，形成有機(jī)保護(hù)層，阻礙粒子的聚集，其溶劑化鏈在介質(zhì)中充分?jǐn)U展，形成位阻層來阻止固體粒子的絮凝團(tuán)聚，從而使?jié){料具有很好的分散性。

3.4復(fù)合分散劑對陶瓷坯體抗折性能的影響

對比復(fù)合分散劑和聚丙烯酸鈉對陶瓷生坯的增強(qiáng)效果，結(jié)果如圖4所示。

由圖4可以看出，添加復(fù)合分散劑后，陶瓷的生坯強(qiáng)度大大增強(qiáng)，明顯優(yōu)于聚丙烯酸鈉的增強(qiáng)效果。

將上述試樣在1100℃條件下保溫?zé)Y(jié)2h獲得燒成后的陶瓷坯體，結(jié)果如圖5所示。

由圖5可知，坯體的抗折強(qiáng)度隨復(fù)合分散劑添加量的增大而增大，當(dāng)復(fù)合分散劑的總摻量為 0.6%時(shí)，坯體抗折性達(dá)到 28.3MPa，且增強(qiáng)效果明顯優(yōu)于同濃度聚丙烯酸鈉。

復(fù)合分散劑中聚合物分子鏈可以在坯體顆粒之間架橋并相互纏結(jié)，產(chǎn)生交聯(lián)作用而形成不規(guī)則網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，把陶瓷顆粒緊緊包裹住。坯體在100℃以上進(jìn)行干燥處理后，聚合物分子的熱運(yùn)動(dòng)能力增加，這就使得包裹在陶土粒子外表面的高分子之間進(jìn)行纏繞或鏈合，把陶土粒子更加緊密地粘合在一起。在外部對粉料施加壓力成型，形成粘土粒子間的機(jī)械結(jié)合的同時(shí)，又有粉料內(nèi)部高分子粘合作用，最終使經(jīng)過干燥處理后的坯體強(qiáng)度得到提高。

4 結(jié)論

在自制聚合物分散劑PYAS的基礎(chǔ)上，加入三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉進(jìn)行復(fù)配，確定三種分散劑的最優(yōu)復(fù)配比例為25﹕35﹕40，復(fù)合分散劑的最佳添加量為0.5%～0.6%。在此條件下：漿料的流動(dòng)性和厚化度最佳，流出時(shí)間可達(dá)到36s，厚化度為1.98；坯料可塑度高于0.38；陶瓷生坯和燒成后陶瓷坯體的抗折強(qiáng)度明顯優(yōu)于同濃度聚丙烯酸鈉；掃描電鏡觀察到與加入STPP的陶瓷漿料相比，加入復(fù)合分散劑的陶瓷漿料中大部分陶土顆粒尺寸保持在10μm以下，表面光滑，無粘接的片狀顆粒，分散作用明顯增強(qiáng)。

參考文獻(xiàn)

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[13] 朱志斌， 齊建美. 羧甲基纖維素與陶瓷添加劑[J]. 陶瓷工程，2000， 34（2）： 49-53.endprint

由圖1可知，陶瓷生坯抗折強(qiáng)度隨著PYAS、STPP、SHMP用量的增加而增加；與空白樣比較發(fā)現(xiàn)，當(dāng)PYAS、STPP、SHMP的添加量為其最佳添加量時(shí)，陶瓷生坯抗折強(qiáng)度分別提高了60%、40%、60%。燒成后的陶瓷坯體抗折強(qiáng)度隨PYAS、STPP、SHMP添加比例的增加呈現(xiàn)先增大后減小的變化趨勢，陶瓷坯體的抗折強(qiáng)度在PYAS、STPP、SHMP的添加量分別為0.6%、0.6%、0.8%時(shí)達(dá)到最大值。

綜合上述分析，采用三因子三水平正交實(shí)驗(yàn)，確定復(fù)合分散劑中PYAS、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉的最佳復(fù)配比為25﹕35﹕40。

3.2 復(fù)合分散劑的分散作用和對陶瓷坯料可塑性的影響

復(fù)合分散劑摻量對陶瓷漿料的分散作用以及陶瓷坯料可塑性的影響結(jié)果如圖2所示。

從圖2（a）可知，復(fù)合分散劑總摻量為0.6%時(shí)，陶瓷漿料流動(dòng)性最好，流出時(shí)間達(dá)最短36s；陶瓷漿料的厚化度達(dá)最大值1.98時(shí)，對應(yīng)的總摻量為0.5%。由圖2（b）可知，坯料的可塑度隨著復(fù)合分散劑添加量的增加呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，復(fù)合分散劑的加入使陶瓷泥料微粒表層水的表面張力降低，同時(shí)削弱了粒子間的相互作用。當(dāng)總摻量為0.4%時(shí)，坯料有最大可塑度0.43，繼續(xù)增大復(fù)合分散劑的用量，坯料可塑度反而下降，但下降較小，當(dāng)總摻量達(dá)0.6%時(shí)，坯料的可塑度為0.38。

綜上所述，并考慮實(shí)際生產(chǎn)中對陶瓷漿料工藝性能的要求，確定復(fù)合分散劑最佳添加量范圍為0.5%～0.6%。

3.3 復(fù)合分散劑分散效果的掃描電鏡分析

以未加分散劑的陶土漿料做為空白組、對比添加0.4%三聚磷酸鈉陶土漿料和添加0.6%復(fù)合分散劑的陶土漿料的SEM圖像，觀察漿料分散效果，結(jié)果如圖3所示。

由圖3可見，圖3（a）未加入分散劑的陶土顆粒較大，且顆粒表面粘接的片狀顆粒較多，圖3（b）具有明顯的顆粒絮凝體；圖3（c）添加0.4%三聚磷酸鈉的陶土顆粒明顯變小，尺寸在20μm左右，顆粒表面粘接的片狀顆粒減少，顆粒絮凝狀態(tài)有所改善；與之相比，添加0.6%復(fù)合分散劑的陶瓷漿料的大部分陶土顆粒尺寸在10μm以下，如圖3（e）所示，且顆粒表面比較光滑，幾乎沒有粘連片狀顆粒，如圖3（f）所示。

這是因?yàn)閺?fù)合分散劑同時(shí)具備無機(jī)和有機(jī)兩種分散劑的優(yōu)點(diǎn)，既能吸附在泥漿顆粒表面，使陶瓷漿料形成帶電荷的雙電層，增大陶土顆粒間的靜電斥力，使陶土顆粒難于發(fā)生團(tuán)聚；又能通過高分子鏈包裹在陶土顆粒的表面，形成有機(jī)保護(hù)層，阻礙粒子的聚集，其溶劑化鏈在介質(zhì)中充分?jǐn)U展，形成位阻層來阻止固體粒子的絮凝團(tuán)聚，從而使?jié){料具有很好的分散性。

3.4復(fù)合分散劑對陶瓷坯體抗折性能的影響

對比復(fù)合分散劑和聚丙烯酸鈉對陶瓷生坯的增強(qiáng)效果，結(jié)果如圖4所示。

由圖4可以看出，添加復(fù)合分散劑后，陶瓷的生坯強(qiáng)度大大增強(qiáng)，明顯優(yōu)于聚丙烯酸鈉的增強(qiáng)效果。

將上述試樣在1100℃條件下保溫?zé)Y(jié)2h獲得燒成后的陶瓷坯體，結(jié)果如圖5所示。

由圖5可知，坯體的抗折強(qiáng)度隨復(fù)合分散劑添加量的增大而增大，當(dāng)復(fù)合分散劑的總摻量為 0.6%時(shí)，坯體抗折性達(dá)到 28.3MPa，且增強(qiáng)效果明顯優(yōu)于同濃度聚丙烯酸鈉。

復(fù)合分散劑中聚合物分子鏈可以在坯體顆粒之間架橋并相互纏結(jié)，產(chǎn)生交聯(lián)作用而形成不規(guī)則網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，把陶瓷顆粒緊緊包裹住。坯體在100℃以上進(jìn)行干燥處理后，聚合物分子的熱運(yùn)動(dòng)能力增加，這就使得包裹在陶土粒子外表面的高分子之間進(jìn)行纏繞或鏈合，把陶土粒子更加緊密地粘合在一起。在外部對粉料施加壓力成型，形成粘土粒子間的機(jī)械結(jié)合的同時(shí)，又有粉料內(nèi)部高分子粘合作用，最終使經(jīng)過干燥處理后的坯體強(qiáng)度得到提高。

4 結(jié)論

在自制聚合物分散劑PYAS的基礎(chǔ)上，加入三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉進(jìn)行復(fù)配，確定三種分散劑的最優(yōu)復(fù)配比例為25﹕35﹕40，復(fù)合分散劑的最佳添加量為0.5%～0.6%。在此條件下：漿料的流動(dòng)性和厚化度最佳，流出時(shí)間可達(dá)到36s，厚化度為1.98；坯料可塑度高于0.38；陶瓷生坯和燒成后陶瓷坯體的抗折強(qiáng)度明顯優(yōu)于同濃度聚丙烯酸鈉；掃描電鏡觀察到與加入STPP的陶瓷漿料相比，加入復(fù)合分散劑的陶瓷漿料中大部分陶土顆粒尺寸保持在10μm以下，表面光滑，無粘接的片狀顆粒，分散作用明顯增強(qiáng)。

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