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      特種陶瓷配方里的那些“調味劑”
      2020年01月09日 發布 分類:粉體入門 點擊量:2221
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      眾所周知,中國的美食文化歷史悠久、豐富多彩。其中,擁有歷史傳承的八大菜系各具特色,魯菜的咸鮮、川菜的麻辣、粵菜的鮮香、蘇菜的清淡……,每個菜系都竭盡全力地展示著自己的別有風味。獨特的風味源自于獨特的配方,其實,配方中對口味影響最大的往往不是食材本身,而是調味劑。

      相對于食材,調味劑在菜品中的占比非常小,但其對口味的影響效果十分顯著,甚至促成了八大菜系的歷史演變。在特種陶瓷行業里,也有這樣一些“調味劑”,雖然在陶瓷配方里的添加量非常小,但在改善特種陶瓷的加工性能和提高特種陶瓷制品的性能方面具有十分重要的作用。在特種陶瓷領域,“調味劑”的種類日益增多,在提高陶瓷生產的精細化、功能化方面起著不可替代的作用。這些陶瓷行業里的“調味劑”,被稱作陶瓷添加劑。

      特種陶瓷配方中“調味劑”的種類

      陶瓷配方中,常用的“調味劑”包括分散劑、黏合劑、增塑劑、絮凝劑、礦化劑、消泡劑、潤滑劑等,具體用途和種類如下表所示。

      添加劑

      用途

      種類及舉

      分散劑

      防止粉體團聚,使各組分在介質中均勻分散

      無機分散劑:如硅酸鈉、六偏磷酸鈉等;

      有機分散劑:如硬脂酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚等;

      高分子分散劑:如聚丙烯胺、聚乙烯醇等。

      黏合劑

      將粉體黏合在一起,形成具備可粘接性、可加工性的生坯

      高分子粘結劑:燒結時分解逸出(排膠),如淀粉、聚乙烯醇(PVA)、羧甲基纖維素等。

      增塑劑

      通過降低分子間力或潤滑的方式提高生坯可塑性

      有機增塑劑:如鄰苯二甲酸二丁酯、甘油等;

      高分子增塑劑:聚乙烯基長鏈烷基醚、有機硅高分子等。

      絮凝劑

      促進漿料系統的脫穩和聚集

      無機絮凝劑:硫酸鋁、三氯化鐵等;

      高分子絮凝劑:聚丙烯酸銨、聚氧化乙烯等。

      礦化劑

      降低陶瓷燒結溫度、改善陶瓷性能

      助熔礦化劑:氧化鈣、氧化鎂、氧化釔等;

      增韌礦化劑:氧化鋯等;

      著色礦化劑:氧化鈰、氧化銣等。

      消泡劑

      用于陶瓷漿料的消泡

      二甲基硅油、三羥基聚醚等。

      潤滑劑

      潤濕粉體顆粒表面,降低顆粒之間以及顆粒與模具內壁間的摩擦

      硬脂酸鈣、硬脂酸聚乙二醇酯、聚己內酰胺等。

       

      幾種典型“調味劑”介紹

      分散劑

      在陶瓷漿料體系中,粉體顆粒懸浮于溶劑介質中,具有團聚、沉淀的傾向。而分散劑的作用就是阻礙這種聚沉現象,使顆粒能夠均勻分散、穩定懸浮。其分散機理主要是“靜電斥力”和“空間位阻”效應。

       

      靜電斥力與空間位阻示意圖

      硅酸鈉俗稱“水玻璃”,其液體形式為半透明或微透明粘稠狀,能溶于水;遇酸則析出膠質沉淀。硅酸鈉是一種PH調節劑和粒子懸浮劑,可以保持分散液的適度PH值,能使粒子有效懸浮。

      脂肪醇聚氧乙烯醚是非離子型分散劑的代表產品,產量大、品種多,應用面廣。采用不同規格的脂肪醇,加成不同量的環氧乙烷可以得到不同性能的制品。一般而言,隨著疏水鏈的增加,制品的分散性提高。其中,以C12C16烷鏈配合6~9mol環氧乙烷的制品分散效果最好。

      黏合劑

      黏合劑是通過分子間作用力將粉體黏合在一起的。

      聚乙烯醇(PVA)外觀呈白色或微黃色,無毒;熔點228℃,相對密度1.31~1.34;一般情況下,其黏度指標與聚合度成正比關系,具有較佳的粘結性、柔韌性和耐磨性。

      羧甲基纖維素(CMC)應用較為廣泛,常用的是中低聚合度產品,溶解性強、黏度低,一般用于釉漿的制備。

      增塑劑

      增塑劑主要是通過潤滑或降低分子間作用力的方式起增塑作用的。

      鄰苯二甲酸酯類是最廣泛應用的增塑劑,一般作為主增塑劑使用,有通用增塑劑之稱。其中,鄰苯二甲酸二己酯是此類增塑劑中產量最大、綜合性能最優的品種,它體現了成本、實用性和加工性能最理想的結合,被當做通用增塑劑的標準。

      絮凝劑

      絮凝劑主要作用是中和膠體粒子的表面電荷,降低膠體粒子的Zeta電位,如果Zeta電位趨于或等于零,凝聚效果最好。

      硫酸鋁一般為18結晶水化合物,形狀為無色或白色的塊、粒、片狀結晶體,水溶液呈酸性。鋁離子可以與帶負電的膠粒吸引、中和,消除膠粒間的靜電斥力,從而造成顆粒絮凝、沉淀。硫酸鋁加和便宜、使用方便、凝聚力較高。但其PH適用范圍較窄,在5.7~7.8之間。

      硫酸鋁

      注:上述資料主要來源于《陶瓷添加劑》,沈一丁,化學工業出版社。

       粉體圈 作者:王京


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