ERX-纳米材料改性丙烯酸树脂高速分散机

丙烯酸树脂是由丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯以及其他烯属单 体共聚制成的树脂， 与其他合成高分子树脂相比， 丙烯酸树脂具 有许多的优点， 如的耐光、耐候性， 户外暴晒耐久性强， 耐紫外光照射不易分解和变黄， 能长期保持原有的光泽和色泽， 耐热性好， 有较好的耐酸、碱、盐、油脂和洗涤剂等化学品沾污及 腐蚀性能， 的柔韧性和低颜料反应性。因此， 在汽车、家 电、金属家具、卷材工业、仪器仪表、建筑、纺织品、木制品、造纸 和塑料制品等工业上有着广泛的应用。丙烯酸树脂的线形结构 导致的热黏冷脆、抗回黏性和耐热性不佳等缺点对其应用范围 有一定限制。随着纳米科技的快速发展， 纳米材料已广泛地应 用于丙烯酸树脂改性

1.3.1纳米材料团聚的原因

（1）纳米颗粒的表面效应 所谓“纳米颗粒”是指物质颗粒体积效应和表面效应两者之一变化或两者都变化的颗粒，纳米颗粒的表面效应是指纳米颗粒的表面原子数与总原子数之比随粒径变小而急剧增大后引起的性质上的变化。纳米颗粒具有很高的表面积，当纳米颗粒的粒径在10nm以下时，表面原子的比例迅速增加，当粒径降至1nm时，表面原子比例高达90%以上，原子几乎全部集中到颗粒的表面，处于高度活化状态，导致表面原子配位数不足和高表面能，从而使这些原子极易与其他原子相结合而稳定下来，可见，纳米颗粒具有很高的化学活性，表现出强烈的表面效应。

（2）布朗运动  颗粒与溶剂的碰撞使得颗粒具有与周围颗粒相同的动能，因此小颗粒运动得快，纳米小颗粒在做布朗运动时彼此会经常碰撞到，由于吸引作用，它们会连接在一起，形成二次颗粒。二次颗粒较单一颗粒运动的速度慢，但仍有机会与其他颗粒发生碰撞，进而形成更大的团聚体，直到大到无法运动而沉降下来。  

（3）范德华力和氢键的影响 悬浮在溶液中的微粒普遍受到范德华力的作用，很容易发生团聚。范德华力与颗粒直径成反比，纳米颗粒由于尺寸小，因而具有较强的范德华力作用。常见的纳米颗粒如SiO2颗粒是由刚性、实心、极细的球状颗粒组成，生成时众多颗粒熔结在一起，形状很不规则，且纳米SiO2分子表面有很多的-OH，水分子很容易和表面的-OH生成氢键，具有亲水的强极性表面，它们之间由于氢键和范德华力的吸引而容易生成集结群，受力后易分开，但很容易再集结。

1.3.2常用的分散方法

（1）物理分散

1）机械搅拌分散

机械搅拌分散常被认为是简单的物理分散，主要是借助外界撞击力或剪切力等机械能，使介质中的纳米粒子充分分散的一种形式。其实，这是一个非常复杂的分散过程，是通过对分散体系施加机械力，而引起体系内物质的物理、化学性质变化以及伴随的一系列化学反应来达到分散目的，这种特殊现象称为机械化学效应，又叫力化学作用。机械搅拌分散的具体形式有研磨分散、胶体磨分散、球磨分散、砂磨分散、高速搅拌等。

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影响分散乳化结果的因素有以下几点 1 分散头的形式（批次式和连续式）（连续式比批次好） 2 分散头的剪切速率 （越大，效果越好） 3 分散头的齿形结构（分为初齿，中齿，细齿，超细齿，约细齿效果越好） 4 物料在分散墙体的停留时间，乳化分散时间（可以看作同等的电机，流量越小，效果越好） 5 循环次数（越多，效果越好，到设备的期限，就不能再好） 线速度的计算 剪切速率的定义是两表面之间液体层的相对速率。 – 剪切速率 (s-1) = v 速率 (m/s) g 定-转子 间距 (m) 由上可知，剪切速率取决于以下因素： – 转子的线速率 – 在这种请况下两表面间的距离为转子-定子 间距。 IKN 定-转子的间距范围为 0.2 ~ 0.4 mm 速率V= 3.14 X D（转子直径）X 转速 RPM / 60 高的转速和剪切率对于获得超细微悬浮液是重要的。根据一些行业特殊要求，依肯公司在ERS2000系列的基础上又开发出ERX2000速剪切乳化机机。其剪切速率可以超过200.00 rpm，转子的速度可以达到66m/s。在该速度范围内，由剪切力所造成的湍流结合研制的电机可以使粒径范围小到纳米级。剪切力更强，乳液的粒经分布更窄。由于能量密度,无需其他辅助分散设备,可以达到普通的高压均质机的400BAR压力下的颗粒大小. 2、设备特点 ⑴ ERS设备与传统设备相比： 、节能 传统设备需8小时的分散加工过程，ERS设备1小时左右完成，超细分散，能耗降低； 高速、 传统设备的搅拌转速每分钟几十转，带分散功能的转速每分钟1500转以内，只完成宏观分散加工，超细分散能力极为有限；ERS设备的转速每分钟10000～15000转之间，线速度产生的剪切力，瞬间超细分散浆料中的粉体。 ⑵ ERS设备与同类设备相比： 多层多向剪切分散 同类设备的定转子等部件结构单一，多级多层的结构是单纯重复性加工，相同的齿槽结构易发生物料未经分散便通过工作腔的短路现象； ERS设备的定转子结构采用多层多向剪切概念，装配式结构使物料得到不同方向剪切分散，杜绝了短路现象，超细分散更为。

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