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 聚羧酸系減水劑在陶瓷領域的應用
陶瓷原料由瘠性料和粘土等塑性成分以一定配比混合加工而成。粘土與水混拌時,粘土粒子表面帶負電荷,料漿體系分散性好,也具有膠體的性質。水分子在粘土中以三種形式存在,分別是牢固結合水、疏松結合水和水合陽離子結合水。前兩者與粘土結合緊密且排列規則,不易釋放出來。水合陽離子結合的水分子在遇到離子半徑小的陽離子時,發生離子置換將結合水分子變成自由水,使體系中的自由水量增加。當粒徑較細的粘土料與水混拌時,在未添加減水劑的粘土料中,自由水容易進入粘土顆粒間,使粒間距縮短,需要加大量的水稀釋才能使團聚顆粒散開,使體系具有好的流動性。粘土料中添加聚羧酸系減水劑后,由于高分子鏈的黏附作用,減水劑的在粘土粒子表面形成一層保護膜,抑制料漿中的水分進入粘土粒子間,使體系自由水量增加,流動性增強。研究發現,將聚羧酸類減水劑與陶瓷漿料進行預拌混合,可以獲得良好的分散效果。劉來寶等[16]通過將合成的聚丙烯酸鈉加入陶瓷料漿中發現,聚丙烯酸鈉對普通陶瓷料漿以及粘度更高的濰坊膨潤土泥漿均表現出良好的分散效果。王愛之通過將馬來酸酐合成的聚羧酸鹽添加到陶瓷料漿中發現,與傳統無機鹽復合減水劑相比,聚羧酸鹽在用量減半的情況下,料漿流動性更好,減水性價比更高。Ramzi等將丙烯酸鈉和乙烯基氫氧化物共聚得到分子量依次增大的聚合物,它們在Al2O3濃縮分散液中的最大吸附值先降低后增加。表明聚合物分子量越大,羧基和羥基數目越多,從而形成分子間的靜電作用力和氫鍵,使吸附量減少,從而不利于料漿的流動。當吸附值達到最小時,由于體系形成的靜電雙電層發生重疊,分散液中的吸附開始增加,體系流動性逐漸增大。Marco等通過將低分子量聚丙烯酸鈉與不同分子量的磺酸鹽進行接枝反應,將產物聚丙烯酰胺烷基磺酸鹽(SA/SS)加入到陶瓷料漿中發現,接枝率低且分子量小的高聚物在降低高濃料漿粘度和增強體系流動性方面貢獻較大。
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