顆粒特性與漿料流變性

關(guān)于顆粒特性與漿料流變性第1頁，共27頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)55分，星期六顆粒特性與漿料流變特性基礎(chǔ)知識(shí)日常生活中，大多數(shù)材料都是將一種物質(zhì)（往往是微粒）分散在另一物質(zhì)當(dāng)中的分散體系。這些材料包括電子漿料、粘合劑、膠體、化妝品以及油漆、油墨和涂料、藥物以及聚合物體系等。通過改變顆粒特性可以控制流變特性第2頁，共27頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)55分，星期六顆粒特性與漿料流變特性基礎(chǔ)知識(shí)舉例來說：在油墨（漿料）行業(yè)中，了解流變性和顆粒特性之間的關(guān)系，可以指導(dǎo)我們在保持印刷所需要的流變特性不變的前提下，改變固體顏料的含量。第3頁，共27頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)55分，星期六顆粒特性與漿料流變特性基礎(chǔ)知識(shí)分散體系的物理特性，如平均粒度大小、粒度分布、Zeta電位或顆粒電荷，甚至顆粒形狀等都有助于影響整個(gè)體系的流變特性。第4頁，共27頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)55分，星期六顆粒特性與漿料流變特性基礎(chǔ)知識(shí)粒度大小、顆粒形狀以及Zeta電位是怎樣影響體系的流變特性，怎樣通過這些知識(shí)控制材料的流變特性。幫助您了解分散體系的一些基本特性-----

“通過改變顆粒特性來改變漿料流變特性10種方法”第5頁，共27頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)55分，星期六

顆粒特性與漿料流變特性基礎(chǔ)知識(shí)1.減小顆粒粒度通常會(huì)增大粘度

如果體積分?jǐn)?shù)不變，顆粒尺寸減小時(shí)，顆粒的數(shù)量將有所增加。因此，顆粒間的相互作用將有所增強(qiáng)，所以樣品的粘度一般也會(huì)增加。顆粒與顆粒之間的作用力屬于弱相互作用力，所以在低剪切速率下表現(xiàn)的更加明顯，減小顆粒粒度通常會(huì)增大粘度。第6頁，共27頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)55分，星期六

顆粒特性與漿料流變特性基礎(chǔ)知識(shí)第7頁，共27頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)55分，星期六

顆粒特性與漿料流變特性基礎(chǔ)知識(shí)2.增大粒度通常會(huì)減小粘度

如果粒度增大，就會(huì)導(dǎo)致顆粒間相互作用數(shù)量減小。同樣，由于這種作用力的比較弱，在低剪切力的情況下，這種影響表現(xiàn)得最為顯著---增大粒度通常會(huì)減小粘度。第8頁，共27頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)55分，星期六

顆粒特性與漿料流變特性基礎(chǔ)知識(shí)第9頁，共27頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)55分，星期六

顆粒特性與漿料流變特性基礎(chǔ)知識(shí)3增加粒度分布（徑距）通常會(huì)減小粘度如果顆粒平均粒度相同，徑距大/分布廣（多分散性強(qiáng)）的顆粒比分布窄的顆粒堆積得更好，寬分布的顆粒具有更大的自由空間可以活動(dòng)，樣品更加容易流動(dòng)，即粘度較低。因此較窄粒度分布能增加體系的穩(wěn)定性。第10頁，共27頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)55分，星期六

顆粒特性與漿料流變特性基礎(chǔ)知識(shí)第11頁，共27頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)55分，星期六

顆粒特性與漿料流變特性基礎(chǔ)知識(shí)4顆粒的粒度大小和粒度分布對粘度的影響可以結(jié)合使用，達(dá)到一些有趣的效果如果體積分?jǐn)?shù)相同，粒度相對較大的樣品中含有小部分的小顆粒，其粘度將低于僅含小顆?；虮M含大顆粒的樣品。這主要是由于粒度大小和粒度分布都會(huì)改變顆粒間相互作用力從而影響體系的流變特性。雖然兩者都會(huì)影響粘度，但在這種情況下，多分散性的影響占主導(dǎo)作用。第12頁，共27頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)55分，星期六

顆粒特性與漿料流變特性基礎(chǔ)知識(shí)第13頁，共27頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)55分，星期六

顆粒特性與漿料流變特性基礎(chǔ)知識(shí)5.增加體系中的顆粒數(shù)量，改變流動(dòng)行為顆粒粒徑大小不變時(shí)，如果加入越來越多的顆粒，流動(dòng)性將從牛頓流體（幾乎沒有顆粒，不發(fā)生相互作用）變?yōu)榧羟凶兿。w粒可能存在相互作用，但作用力很小，隨著剪切速率的增大該相互作用會(huì)被破壞，從而發(fā)生剪切變稀行為），再變?yōu)榧羟性龀恚ù嬖谠S多顆粒，剪切速率增大，顆粒開始相互發(fā)生物理碰撞，造成剪切增稠行為），重點(diǎn)考察體積分?jǐn)?shù)。第14頁，共27頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)55分，星期六

顆粒特性與漿料流變特性基礎(chǔ)知識(shí)第15頁，共27頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)55分，星期六

顆粒特性與漿料流變特性基礎(chǔ)知識(shí)6.小于1μm的顆粒，增大Zeta電位的數(shù)量級（正或負(fù)）能增加低剪切速率下的粘度

隨著Zeta電位的增大，顆粒受力相互遠(yuǎn)離。這從根本上防止了顆粒的自由流動(dòng)，因此粘度增大。由于作用力較小，在較低剪切(shearstress)率下，這種作用更為明顯。第16頁，共27頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)55分，星期六

顆粒特性與漿料流變特性基礎(chǔ)知識(shí)第17頁，共27頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)55分，星期六

顆粒特性與漿料流變特性基礎(chǔ)知識(shí)7.大于1μm的顆粒，即分散體系（這種情況下重力會(huì)產(chǎn)生重要影響），在高濃度下，當(dāng)降低Zeta電位到一定程度，可以形成自支持凝膠體系，向體系引入屈服應(yīng)力。對于較大的顆粒來說，顆粒的重力將克服靜電電荷/Zeta電位造成的顆粒間的排斥力而發(fā)生沉降。第18頁，共27頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)55分，星期六

顆粒特性與漿料流變特性基礎(chǔ)知識(shí)第19頁，共27頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)55分，星期六

顆粒特性與漿料流變特性基礎(chǔ)知識(shí)第20頁，共27頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)55分，星期六

顆粒特性與漿料流變特性基礎(chǔ)知識(shí)8.與表面粗糙（即凸起度較低）的顆粒相比，表面光滑的顆粒在低剪切速率下粘度較低

表面光滑的顆粒之間的締合作用往往是化學(xué)作用力。表面粗糙的顆粒即存在機(jī)械阻力，也有化學(xué)締合力。因此，含有表面不光滑的顆粒的體系在低剪切速率下粘度較高，并具有比較大的屈服應(yīng)力第21頁，共27頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)55分，星期六

顆粒特性與漿料流變特性基礎(chǔ)知識(shí)第22頁，共27頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)55分，星期六

顆粒特性與漿料流變特性基礎(chǔ)知識(shí)9與球形顆粒相比，長條形的顆粒在低剪切速率下粘度較高，但高剪切速率下粘度較低

球形顆粒間存在一定的相互作用力，在剪切作用下會(huì)被破壞，發(fā)生剪切變稀行為。而對于長條形的顆粒來說，隨機(jī)的取向會(huì)導(dǎo)致開始發(fā)生流動(dòng)時(shí)阻力較大，即低剪切速率下粘度大。然而，在高剪切作用下，長條形的顆?？梢园凑樟鲃?dòng)取向有規(guī)則的排列為流線型。因此，與相同尺寸的球形顆粒相比，它們更容易發(fā)生流動(dòng)，其剪切粘度也較低。第23頁，共27頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)55分，星期六

顆粒特性與漿料流變特性基礎(chǔ)知識(shí)第24頁，共27頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)55分，星期六

顆粒特性與漿料流變特性基礎(chǔ)知識(shí)10.粒度相同，柔軟/可變形的顆粒比堅(jiān)硬的顆粒具備更強(qiáng)的剪切變稀行為

外加的剪切應(yīng)力可以改變?nèi)彳涱w粒的形狀，會(huì)導(dǎo)致顆粒在剪切作用下發(fā)生拉長