超细重质碳酸钙的分散性研究与粒子双电层相互作用的探讨

【摘要】： 本文根据胶体的分散稳定理论，研究了超细重质碳酸钙水分散体系的稳定机理，旨在为实际应用中的稳定的超细重质碳酸钙水分散体系提供理论指导和操作条件。同时，从DLVO理论的基础方面出发，利用热力学、静电学、数学等方面知识，研究了粒子双电层的自由能、相互作用和电荷分布，其目的是力图发现DLVO理论中可能遗漏的有关胶体粒子相互作用的一些重要性质或某些方面的不足之处。其主要内容如下： 1．利用沉降体积、粘度测定、Zeta电位测定等手段，根据胶体的分散稳定理论，研究了聚丙烯酸钠、六偏磷酸钠、十二烷基苯磺酸钠对10wt％固含量超细重质碳酸钙水分散体系的稳定机理，发现浆料稳定性强烈地受分散剂的用量和pH值的影响；分散剂用量并非越多越好，有一最佳值。通过比较选择聚丙烯酸钠为超细重质碳酸钙的最佳分散剂。 2．实验结果表明以聚丙烯酸钠为分散剂可制得固含量较高的超细重质碳酸钙水分散体系。以聚丙烯酸钠为分散剂，随粉体固含量的不同，分散剂各有其最佳的用量范围。随着固含量的提高，分散剂的最佳用量随之增加。 3．在实际的粒子双电层中，介电常数ε应该是有变化的。利用静电学原理，通过直接分析得到了介电常数非均匀情况下的粒子双电层力表达式。 4．结合实验测试结果和理论计算结果，通过数学分析探讨了平板双电层中的电荷分布描述问题，考虑介电常数的变化情况将更好地表示实际的双电层电荷分布。 5．利用介电常数非均匀情况下的浓分散体系中的粒子双电层力表达式，发现高表面电荷能够引起胶体粒子间产生长距离静电吸引作用。 6．利用静电学原理、热力学第二定律等，分别分析了转移法和放电法获得双电层自由能的推导过程，发现转移法和放电法均不适合确定双电层自由能。 7．两个相同平板的双电层交叠造成的作用力，传统的直接计算法给理解板的具体受力情况带来一些困难。利用静电学原理，直接分析了板的具体受力情况，得到了作用在板上的双电层力表达式。