超细粉体静电分散机理

根据库仑定律同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引的原理」如果给颗 粒荷上相同极性的电荷，那么带电颗粒间就会产生斥力，使颗粒完全、均匀 的分散°七荷电能使颗粒间产生静电排斥力，并且对于超过某一极限的超细 颗粒来说静电斥力是强大的，完全可以用来消除超细粉体颗粒间的吸引力。 从而解决了颗粒在很细的情况下，由于其表面力能极高、质量很小、颗粒的 质量力将远远小于范德华力等吸引力，使机械强制分散等方法难以进行有效 分散的问题。所以静电分散是利用荷电粒子间的库仑斥力，以克服颗粒间由 于范德华力、液桥力等吸引力而引起的团聚作用。

对于荷电的球形颗粒来说起主要作用的静电力是库仑力F成。因此，接触 电位差引起的静电引力将械库仑力取而代之”所以，空气中带电颗粒的粒间 的总作用力Ft应为范徳华力、库仑力、液桥力三者之和，即

FT=FA + Fek + FY（2.3）

知果消除了颗粒间的液桥作用力，则颗粒间的总作用力为：FT=FA + Fek. 由库仑定律可知，两个荷电量分别为qi和qz，颗粒间的中心距离为r的 球形颗粒，作用于它们之间的库仑静电力玲可表示为：

式中：£,为颗粒的介电常数；H为颗粒间间距；&为电场强度。 由于静电分散的充要条件是粒间的总作用力Ft^0.即

Ft=Fa + F& +FyN0,即 F&N 防 | + 片|(2.8)

式中：珞为粒间的静电斥力；Fa为粒间范德华力；Fy为粒间液桥力。

比值越大，分散性越好。将粒间的不同作用力代入Fek

N畛| +用中可得到粉体静电分散极限粒径表达式:

琴）（29）

式中：A为粉体在空气中的Hamaker常数；s为水的表面张力；H为粉 体接触最小距离4x1（严m, E）为场强；弓为粉体的介电常数；力为疏水常数。

当消除粒间液桥力作用时，超细粉体的静电分散极限粒径的表达式变为:

上式给出了静电分散的极限粒径与场强的关系，对某一粉体颗粒来说， 静电分散极限粒径只是场强的函数，与场强的平方成反比，即场强越大，分 散的极限半径越小网】。并且极限粒径还与粉体的介电常数£,有关，弓越大极 限粒径越小。可见，可通过提高电场强度来减小静电分散的颗粒极限半径。

根据超细粉体颗粒团聚的原因和以上推导并且结合DLVO理论，可以认 为超细粉体静电分散的机理是：根据DWO理论，当两个带同种电荷颗粒相 互接近时，由于带电颗粒表面会形成双电层,双电层相互重叠便产生静电排 斥力，除静电斥力外，相互接近的颗粒之间还存在范德华引力。因此,相互接 近的两颗粒粒能否团聚取决于两者的合力。所以空气中的超细颗粒在强的电 场作用下可以通过吸附电场中的带电离子而在表面形成双电层。在双电层之

间静电斥力的作用下，降低了颗粒之间的吸引力和吸附作用能，从而实现超 细颗粒的分散。