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分散剂是怎么防止颗粒聚集在一起的?


发布者:本站 发布日期: 2025-06-08 浏览量: 91

如果你把纳米粒子、颜料粒子、填料颗粒倒进溶液里,搅一搅,放在那儿一晚上——第二天你会发现它们神奇地“抱成一团”了,有的还沉到瓶底。这是为什么?颗粒为什么总喜欢“黏在一起”?

答案其实藏在自然界最核心的一条规则里:一切系统都倾向于使自身能量最低。颗粒聚在一起,正是因为这样做能让系统能量变低。

既然颗粒天然就爱“抱团”,那分散剂是怎么让颗粒“拆散”的?原理其实很简单,分两类:

1. 空间位阻型分散剂

通过链段“挤开”机制,即靠“占位置”来阻止颗粒靠近,从而实现分散。

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这类分散剂通常有两部分:

▶ 一端(锚定基团)牢牢吸附在颗粒表面;

▶ 另一端是高分子链段,在溶液中伸展开,像刺猬一样形成保护层。

当两个颗粒靠太近时,这些链段会重叠、压缩,导致系统熵降低(分子变得太规整了,不自然)。出于“本能”,系统会反弹回去,形成排斥力。微观上说,这是链段热运动和电子云排斥共同作用的结果。

2. 静电斥力型分散剂

通过同电相斥机制,即让颗粒带上相同的电荷,比如都带负电。同性相斥,颗粒就不容易靠近。

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最直观的例子就是两个带电小球会互相弹开,这背后就是库仑斥力。

从理论角度来看,DLVO理论认为颗粒间的作用力=吸引力(范德华力)+斥力(电荷斥力)。只要静电斥力足够大,就能抵消吸引,颗粒就能稳定分散。电子层面上,表面电荷越多,双电层越厚,电位差越大,排斥力也越强。

有些分散剂聪明一点,两个机制都用,比如一边挂着疏水链“撑体积”,一边还能解离出离子“带电荷”——这类我们通常称为复合型分散剂,在复杂体系里表现更稳定。

但再多类型的分散剂,其作用机理都可以归类为“空间阻隔”和“静电排斥”两种,或它们的组合。