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? 本文選用納米砂磨機(jī)混合粉碎法來制備納米復(fù)合耐變頻絕緣材料,該方法的長處是基體自身的可選擇空間很大;可有選擇的引入單一或復(fù)合納米粒子組分,且納米粒子與資料的組成分步進(jìn)行,可操控納米粒子的形狀、尺寸。其缺點是納米粒子粒徑小,比外表大,外表能高,極易構(gòu)成粒徑較大的聚會體,使納米組分很難發(fā)揮其共同效果,且共混時要想保證粒子的均勻分散,有一定的困難。為提高復(fù)合材料功能,應(yīng)該在混合時,還可選用砂磨等分散辦法來輔佐分散,并且在共混前選用各種外表處理和修飾辦法對納米粒子進(jìn)行預(yù)處理,以避免基聚會合和促進(jìn)其與聚合物間的柔和性及在聚合物中的分散性。
顆粒利用納米砂磨機(jī)分散原理:
實現(xiàn)粉體凝聚的推動力在干粉狀態(tài)下為范德華力,在溶液中則應(yīng)歸之為布朗運動和范德華力,該過程如圖3.1所示。
顆粒的分散就是利用納米砂磨機(jī)將其聚會體分離成單個粒子,或許為數(shù)不多的粒子小聚會體均勻散布在液相介質(zhì)中。一般包括兩個過程,即被分散介質(zhì)在體積上的減小和一致過程和被分散介質(zhì)在空間散布上的均勻過程。通常情況下,顆粒在介質(zhì)中的均勻散布并不困難,要害在如何將其充沛浸濕,這是一個固-氣界面消失,固一液界面構(gòu)成的過程。該過程可從熱力學(xué)角度分析如下:以納米粒子的聚會體為單元,則在恒溫恒壓下,此過程引起的系統(tǒng)自由能改變?yōu)?△G=δSl-δSg。通常情況下有0<θ<π所以要使粒子進(jìn)入介質(zhì)有必要粒子具有足夠的能量或外力做功,以戰(zhàn)勝界面能引起的能壘【53】。該能壘的巨細(xì)為W=fp【3δ(1cosθ)?/4R-R(2Pp-P1)g】
其中:fp-粒子的體積濃度,δlg-氣液界面自由能,θ-粒子潮濕角,Pp-粒子的相對密度,pl-液體的相對密度,g-重力加速度。從式中能夠看出,粒子進(jìn)入液體所需要外力的巨細(xì)取決于粒子與液體的潮濕角、粒子和液體的相對密度、粒子的體積分?jǐn)?shù)及粒子尺寸等要素。當(dāng)粒子性質(zhì)與液體性質(zhì)不變時,跟著粒子尺寸減小及體積分?jǐn)?shù)添加,所需外力的功增大,進(jìn)入難度添加;而對于不同品種的納米粒子與有機(jī)基體的匹配系統(tǒng)來講,兩者潮濕性越好,粒子的密度相對于液體密度越大,越有利于粒子向液體中的進(jìn)入
能夠經(jīng)過對粒子進(jìn)行外表修飾改變粒子的外表性質(zhì),增強(qiáng)與分散介質(zhì)間的潮濕性。
兩分子間范德華位能可表示為:
ФA=λ/X6
式中X是分子距離,λ是觸及分子極化率、特征頻率的引力常數(shù)。
當(dāng)布朗運動將粒子帶至很近的距離時,顆粒間范德華引力主要由其外表分子間效果引起,可表示為:
F=dФA/da=dФAdX/dXda=6λdX/X7da式中a為顆粒外表距離,dXda為與顆粒形狀有關(guān)的項,對特定顆粒,dXda為常數(shù)??芍獙τ诒囟ǖ腦,F僅與λ有關(guān),而λ為物質(zhì)特性,物質(zhì)不同,則λ不同,即F的改變反響了顆粒.由此可見納米砂磨機(jī)針對或其它納米顆粒材料的制備起到的效果是無足輕重的。