顆粒特性與漿料流變性

關(guān)于顆粒特性與漿料流變性顆粒特性與漿料流變特性基礎(chǔ)知識日常生活中，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，星期六，2024年，5月顆粒特性與漿料流變特性基礎(chǔ)知識舉例來說：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，星期六，2024年，5月顆粒特性與漿料流變特性基礎(chǔ)知識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體系的流變特性。第4頁,共27頁，星期六，2024年，5月顆粒特性與漿料流變特性基礎(chǔ)知識粒度大小、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，星期六，2024年，5月

顆粒特性與漿料流變特性基礎(chǔ)知識1.減小顆粒粒度通常會增大粘度

如果體積分?jǐn)?shù)不變，顆粒尺寸減小時，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增大粘度。第6頁,共27頁，星期六，2024年，5月

顆粒特性與漿料流變特性基礎(chǔ)知識第7頁,共27頁，星期六，2024年，5月

顆粒特性與漿料流變特性基礎(chǔ)知識2.增大粒度通常會減小粘度

如果粒度增大，就會導(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---增大粒度通常會減小粘度。第8頁,共27頁，星期六，2024年，5月

顆粒特性與漿料流變特性基礎(chǔ)知識第9頁,共27頁，星期六，2024年，5月

顆粒特性與漿料流變特性基礎(chǔ)知識3增加粒度分布（徑距）通常會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，樣品更加容易流動，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，星期六，2024年，5月

顆粒特性與漿料流變特性基礎(chǔ)知識第11頁,共27頁，星期六，2024年，5月

顆粒特性與漿料流變特性基礎(chǔ)知識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，星期六，2024年，5月

顆粒特性與漿料流變特性基礎(chǔ)知識第13頁,共27頁，星期六，2024年，5月

顆粒特性與漿料流變特性基礎(chǔ)知識5.增加體系中的顆粒數(shù)量，改變流動行為顆粒粒徑大小不變時，如果加入越來越多的顆粒，流動性將從牛頓流體（幾乎沒有顆粒，不發(fā)生相互作用）變?yōu)榧羟凶兿。w?？赡艽嬖谙嗷プ饔茫饔昧苄?，隨著剪切速率的增大該相互作用會被破壞，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），重點考察體積分?jǐn)?shù)。第14頁,共27頁，星期六，2024年，5月

顆粒特性與漿料流變特性基礎(chǔ)知識第15頁,共27頁，星期六，2024年，5月

顆粒特性與漿料流變特性基礎(chǔ)知識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，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，星期六，2024年，5月

顆粒特性與漿料流變特性基礎(chǔ)知識第17頁,共27頁，星期六，2024年，5月

顆粒特性與漿料流變特性基礎(chǔ)知識7.大于1μm的顆粒，即分散體系（這種情況下重力會產(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，星期六，2024年，5月

顆粒特性與漿料流變特性基礎(chǔ)知識第19頁,共27頁，星期六，2024年，5月

顆粒特性與漿料流變特性基礎(chǔ)知識第20頁,共27頁，星期六，2024年，5月

顆粒特性與漿料流變特性基礎(chǔ)知識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，星期六，2024年，5月

顆粒特性與漿料流變特性基礎(chǔ)知識第22頁,共27頁，星期六，2024年，5月

顆粒特性與漿料流變特性基礎(chǔ)知識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)的取向會導(dǎo)致開始發(fā)生流動時阻力較大，即低剪切速率下粘度大。然而，在高剪切作用下，長條形的顆?？梢园凑樟鲃尤∠蛴幸?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，其剪切粘度也較低。第23頁,共27頁，星期六，2024年，5月

顆粒特性與漿料流變特性基礎(chǔ)知識第24頁,共27頁，星期六，2024年，5月

顆粒特性與漿料流變特性基礎(chǔ)知識10.粒度相同，柔軟/可變形的顆粒比堅硬的顆粒具備更強(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，會導(dǎo)致顆粒在剪切作用下發(fā)生拉長和