聚乙二醇 (PEG)是一种非离子型表面活性剂 ,通过空间位阻机制吸附于颗粒表面,从而达到分散的目的 ,在陶瓷粉体的成形过程中常用做塑化剂。 SiC陶瓷无压烧结要求粉体有较大的比表面积以达到较高的烧结活性 , 要求粉体的粒径在 1μm以下。但亚微米粉体巨大的表面能易引起团聚现象 。研究表明 , 在 SiC中加入聚乙二醇作为改性剂可改善碳化硅粉体的分散性 , 红外光谱研究已经证实 PEG能在碳化硅表面产生吸附。 PEG的加入还可改善碳化硅陶瓷制品的烧结性能。各研究工作采用的聚乙二醇的分子量各不相同。浆料中加入 PEG分子后, 可明显降低浆料的粘度。这是由于浆料中的颗粒吸附了 PEG分子之后, 形成稳定的包覆层, 从而增加胶体的稳定性 。此外,根据位阻稳定理论 , 颗粒被高分子包覆后 ,当粒子相互接触时 ,在稳定区域内起稳定作用的高分子链的浓度将显著增加 ,从而使体系的自由能随之增加 ,这种混合自由能产生了排斥位能, 正是这种排斥位能赋予体系良好的稳定性。PEG分子量不同 ,对浆料的粘度的影响也不同。亚微米级碳化硅颗粒由于其极大的比表面积 ,表面极易形成一层 SiO2 , 在水中形成氢氧化物胶粒 。不同分子量的 PEG对 SiC均有一定的分散效果, 这是由于聚乙二醇极性很强的 C— H、O—H与 SiC表面的氢氧化物形成氢键, 导致空间位阻 ,但大分子的 PEG由于分子量的缠绕作用使这种位阻效应降低。造粒粉的失重开始的温度随PEG分子量的增大而升高, 但最大失重温度区间基本一致。不同分子量 PEG对喷雾造粒和粉体流动影响不大,但在成形效果不如使用聚乙烯醇。
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