陶瓷纤维分散性能的研究.pdfVIP

第29 卷第4 期 《陶瓷学报》 Vol.29,No.4 2008 年12 月 JOURNAL OF CERAMICS Dec.2008 文章编号：1000- 2278（2008）04- 0324- 05 陶瓷纤维分散性能的研究 曾令可 胡动力 （华南理工大学材料学院，广州：510640） 摘 要 提出了一种新的表征陶瓷纤维分散性的方法— 以搅拌后料浆中产生陶瓷纤维球的质量比来表征纤维的分散效果，可以快速 有效地对纤维的分散效果进行评价。使用机械搅拌对陶瓷纤维进行分散，探讨了搅拌工艺对陶瓷纤维分散性能的影响和陶瓷纤维 成球的规律。加入羟丙基甲基纤维素，聚丙烯酰胺等分散剂，研究了不同分散剂的分散效果和机理。实验发现，搅拌不仅对陶瓷纤 维有剪切、分散作用，还具有聚集成球的作用。当速度达到400rpm 时成球化作用最明显，此时纤维最难分散。随着搅拌时间的增 大，陶瓷纤维成球率先变大再减少最后达到一个动态平衡。此后增大搅拌时间对陶瓷纤维的分散并无效果。加入羟丙基甲基纤维 素能大大降低陶瓷纤维的聚集现象；加入PAM 的纤维料浆具有良好的分散性，当加入量为0.4%时，成球率几乎为0 ，此时陶瓷纤 维分散良好。 关键词陶瓷纤维，陶瓷纤维球，分散，分散剂 中图分类号：TQ175.72 文献标识码：A 现类似的现象。陶瓷纤维的存在状态有单根纤维，束 1前 言 状，絮状和陶瓷纤维球。陶瓷纤维球是陶瓷纤维聚集 的最紧密形态，如果能把陶瓷纤维球分散开了，则说 陶瓷纤维在水或分散介质中的均匀分散，实现纤 明所采用的分散工艺或分散剂效果良好。当采用某种 维之间的良好架构是纤维复合材料湿法成型的关键。 分散工艺或加入某种分散剂式，所形成的陶瓷纤维球 陶瓷纤维长径比大、表面电荷分布不均匀，由此产生 少，则表示这种工艺或分散剂分散效果好，反之亦然。 的机械纠缠力，静电力等使得陶瓷纤维在水或分散介 本文以陶瓷纤维成球率（成球后陶瓷纤维的质量与原 质中难以分散，容易发生纤维的聚集现象。陶瓷纤维 纤维的质量比）的大小来表征纤维的分散效果，可以 的分散方法有机械搅拌，超声分散，添加分散剂等。纤 快速有效地对纤维的分散效果进行评价。并加入了羟 维的分散效果的评价方法有通过拍照等观察纤维均 丙基甲基纤维素（HPMC），聚丙烯酰胺（PAM）作为分 [1] [2] 散剂对陶瓷纤维进行分散。 匀情况 ，对分散后的产品进行比较 ，测定沉降时间 [3] 和沉积密度 等。上述方法均难以快速有效地对纤维 的分散效果进行评价。利用拍照等方法只能对纤维进 2 实 验 行局部的定性分析；对纤维产品进行比较是一种间接 的方法，难以直接表征纤维的分散性；利用沉积密度 （1）以水为分散介质，使用电动搅拌机对莫来石 [4] 进行表征，实验周期比较长，一般为10 天 ，而且受 多晶纤维（杭州宏达晶体纤维有限公司，直径 所加入分散剂的悬浮性和粘度影响很大。 3- 5μm ，长度3- 12mm）进行分散。 陶瓷纤维容易聚集成絮状，絮状纤维随着搅拌机 （2）在陶瓷纤维料浆里分别加入HPMC （赫克力 的转动，逐渐缠绕成球，进一步密实化后，变成球状纤 士天普化工有限公司）、PAM3000000 （国药集团化学