性质不同的微粒之间相互作用主要分为如下三种[20-23]:范德华力相互作用、静电作用、界面极性相互作用。
(1) 范德华力又称分子间作用力比化学键弱得多。一般的,范德华力的大小与相对分子质量,分子极性大小等因素有关。范德华相互作用能如式(1-1)所示:假设两球形微粒的半径大小分别为R1 R2,则两颗粒间的范德华相互作用能为[24]:文献综述
Vw =-A132/6H*R1R2/(R1+R2) (1-1)
式中H表示两粒子间相互作用的距离,单位为米,A132表示粒子1和粒子2在介质3中相互作用的有效hamaker常数,若A132为正值,则两粒子间的相互作用力表现为斥力,若A132为负值,则两球形微粒之间相互吸引。。
(2) 静电作用是离子键形成的根本原因,静电作用分为静电引力和静电斥力,当体系中只存在一种电性的粒子时,如聚合得到的阴离子型乳液和阳离子型乳液,可以均匀分散,并且十分稳定。一旦体系中有电性相反的粒子,便会由于静电作用而相互吸引,本文中即是根据带有不同电荷的阴阳粒子之间的静电作用达到絮凝的目的。
(3) 界面极性相互作用能也对粒子之间的相互作用起着十分重要的作用,界面极性相互作用实际上是极性物质表面电子接受体与电子给予体相互作用。当界面极性相互作用能常数为正值时,粒子之间相互排斥,界面极性相互作用能为负值是,粒子之间相互吸引。
这次试验主要研究表面分别带有正电荷和负电荷的两种乳胶粒子共混时的凝聚现象,粒子之间的相互作用主要为静电作用。制备阳离子型乳胶粒时,选用阳离子型乳化剂十六烷基三甲基溴化铵和引发剂偶氮二异丁腈,使得离子表面吸附有正电荷。制备阴离子型乳胶粒时,选用阴离子型乳化剂十二烷基硫酸钾以及阴离子型引发剂过硫酸钾,使得粒子表面吸附有负电荷。两者在一定的反应条件下混合,即在静电作用的推动下发生絮凝。
1。4。2 异相凝聚的影响因素
异相凝聚是一个十分复杂的过程,控制异相凝聚的困难程度远大于本体聚集过程[25-28]。影响异相凝聚的主要因素有:参与絮凝粒子粒径的大小、微粒表面能、氢键作用、反应体系的pH值、表面电荷及反应温度。下面是对这些影响因素的详细介绍:
表面电荷:
(1) 由于静电作用是大部分絮凝过程中的主要影响因素,所以,调节絮凝粒子的表面电荷是一个十分关键的步骤。乳胶微粒的表面结构和性状,主要可以通过调节体系的pH值,改变乳化剂的总用量及离子型乳化剂和非离子型乳化剂的比例等方法来实现。有实验表明,表面附着羧基官能团。粒径为100nm的乳胶粒进行絮凝时,当pH为9时体系发生初步絮凝,降低pH到4,体系则能聚集成凝胶状。将温度升高到聚合物的玻璃化温度附近,部分玻璃化温度较低的聚合物链段解冻,进入高弹态甚至黏流态,凝胶结构被破坏成絮凝微球,携带颜料的彩色微球便可作为打印用墨粉。
(2) 粒径大小来`自+优-尔^论:文,网www.youerw.com +QQ752018766-
异相凝聚过程中,阴阳粒子的粒径大小对絮体的聚集形态会有很大影响。若两粒子的粒径比相差太大,则当两种粒子混合时,小粒子会裹覆在大粒子的外围,在其表面形成包覆层,形如芝麻球,两种粒子无法混合均匀。当两种粒子的粒径大小相近时,则会相互吸附,形成网状絮体,通过对絮凝温度,各反应阶段搅拌速率、升温速率、pH值、反应时间等因素的控制,最终可以得到粒径大小和分布均匀,形貌规整的复合粒子,复合生产要求。