颗粒分散科学与技术（第二版）

1导论1

1.1分散体系1

1.2分散稳定性4

1.3颗粒的分散6

参考文献8



2颗粒的性质9

2.1颗粒的体相性质9

2.1.1颗粒的大小9

2.1.2颗粒的形状12

2.1.3颗粒的表面积13

2.1.4颗粒的磁学性质16

2.1.5颗粒的光学性质18

2.1.6颗粒的带电23

2.2颗粒的表面（界面）性质26

2.2.1颗粒表面的不饱和性27

2.2.2颗粒表面的非均质性27

2.2.3颗粒的表面能和表面自由能29

2.2.4颗粒的表面活性31

2.2.5颗粒表面能估算及测定32

2.3颗粒表面的润湿性35

2.3.1润湿的物理意义35

2.3.2表面接触角与临界表面张力的关系39

2.3.3颗粒的亲液性与疏液性43

2.3.4表面润湿性的测定46

2.4颗粒表面的动电学51

2.4.1颗粒表面电荷的起源51

2.4.2颗粒表面双电层模型53

2.4.3双电层中的电位56

2.4.4颗粒表面电位与润湿性的关系59

2.4.5颗粒表面的化学反应63

参考文献65



3颗粒间的相互作用68

3.1颗粒在液相中的相互作用68

3.1.1范德华作用68

3.1.2静电作用75

3.1.3空间位阻作用81

3.1.4溶剂化作用88

3.1.5疏液作用92

3.1.6磁吸引作用94

3.1.7颗粒间相互作用制约的颗粒分散/团聚状态97

3.2颗粒在空气中的相互作用99

3.2.1范德华作用99

3.2.2静电作用100

3.2.3液桥作用102

3.2.4空气中静电力、范德华力及液桥力的比较104

参考文献105



4分散剂109

4.1无机电解质类分散剂109

4.2表面活性剂111

4.2.1表面活性剂的分类112

4.2.2表面活性剂的结构特征113

4.2.3表面活性剂分散剂的HLB值115

4.3偶联剂118

4.3.1硅烷偶联剂118

4.3.2钛酸酯偶联剂120

4.3.3铝酸酯偶联剂122

参考文献124



5颗粒的表面改性125

5.1颗粒表面的物理改性125

5.1.1电磁波辐照改性125

5.1.2等离子体改性126

5.2颗粒表面的化学改性130

5.2.1颗粒表面对气体（蒸气）的吸附131

5.2.2颗粒在液体中的吸附模型132

5.2.3颗粒表面对分散剂的吸附133

5.2.4颗粒表面与分散剂的吸附特征149

5.3颗粒的机械力化学改性149

5.3.1机械力诱导颗粒晶体结构变化150

5.3.2机械力诱导颗粒表面物理化学性质的变化156

5.3.3机械力化学反应159

参考文献162



6颗粒在液相中的分散与调控164

6.1颗粒在液相中的分散原理164

6.1.1颗粒的润湿164

6.1.2颗粒悬浮体系的分散/团聚状态165

6.1.3颗粒在水-气界面的漂浮粒度与润湿性的关系165

6.1.4悬浮液中颗粒分散的判据167

6.1.5颗粒分散的调控因素与其润湿性的关系167

6.2颗粒在不同介质中的分散特征167

6.3颗粒在液相中分散的主要影响因素170

6.3.1在水中分散的主要影响因素170

6.3.2在非水介质中分散的主要调控因素180

6.3.3体系温度188

6.4颗粒在液相中的分散与调控191

6.4.1介质调控191

6.4.2分散剂调控194

6.4.3机械搅拌分散203

6.4.4超声分散206

参考文献210



7颗粒在空气中的分散与调控213

7.1颗粒的团聚行为213

7.2颗粒团聚的根源214

7.2.1颗粒的带电214

7.2.2表面吸附对颗粒团聚的作用214

7.2.3粒间作用力与颗粒直径的关系217

7.3颗粒在空气中的分散与调控218

7.3.1干燥分散218

7.3.2机械分散220

7.3.3表面改性分散222

7.3.4静电分散226

7.3.5复合分散231

参考文献234



8液-液乳化分散236

8.1乳状液236

8.2乳化分散的类型237

8.2.1混合方式237

8.2.2乳化剂的加入方式238

8.3乳化分散的稳定性及其主要影响因素239

8.3.1乳化分散的稳定性239

8.3.2乳化分散的主要影响因素243

8.4乳化分散的转换246

8.4.1乳化分散的转换机制246

8.4.2相对体积分数与乳化分散转换的关系247

8.4.3对抗性乳化分散剂与乳化分散转换的关系248

8.4.4乳化分散转换的稳定效应248

8.5乳化分散的稳定方法252

8.5.1化学稳定252

8.5.2机械稳定253

8.5.3冻融稳定254

8.5.4贮藏稳定256

8.6微乳液257

参考文献260



9气-液分散261

9.1气体在液体中分散的方法261

9.1.1机械搅拌分散261

9.1.2气体通过多孔介质分散263

9.1.3从液体中自析分散263

9.1.4沸腾过程气泡的生长与分散265

9.2气泡的浮升速度272

9.3气泡表面的电性273

9.4气泡的相互兼并274

9.5气泡的抗兼并途径276

9.5.1添加起泡剂276

9.5.2提高机械搅拌强度278

9.6气泡在液体中的分散程度279

9.6.1气泡的Sauter平均直径279

9.6.2比表面279

参考文献281



10分散设备282

10.1湿式分散设备282

10.1.1超声波分散机282

10.1.2机械搅拌分散机283

10.1.3磨机设备284

10.1.4*式混合分散机285

10.1.5Megatron混合分散机286

10.1.6Polytron篮式混合分散机287

10.1.7Beadless分散机287

10.2干式分散设备289

10.2.1搅拌型分散机289

10.2.2喷嘴式分散机289

10.2.3NMG高速搅拌混合机290

10.2.4CMW型混合机290

10.2.5气流分散混合器291

参考文献291



11颗粒分散的应用292

11.1在粉体工程中的应用292

11.1.1在超细粉碎分级中的应用292

11.1.2在超细颗粒制备中的应用294

11.1.3在颗粒粒度测试中的应用298

11.2颜料在工业中的应用300

11.2.1颜料的种类及用途300

11.2.2颜料粒径与着色的关系300

11.2.3颜料的分散过程301

11.2.4颜料分散的界面调控302

11.2.5颜料的分散工艺306

11.3在磁性涂料中的应用308

11.3.1颗粒分散的操作条件308

11.3.2颗粒的表面改性及分散性能312

11.4在油田钻井中的应用314

11.4.1钻井液的分散稳定性315

11.4.2分散剂及其作用机理316

11.5在矿物工程中的应用316

11.6在农药中的应用320

11.6.1农药的分类320

11.6.2分散体系的稳定性321

11.6.3农药的分散制剂321

11.7在混凝土工程中的应用322

11.7.1水泥的水化作用323

11.7.2水泥浆的流动性和分散稳定性324

11.7.3外加剂324

11.8在环保行业中的应用327

11.8.1在水处理中的应用327

11.8.2在土壤修复中的应用331

11.8.3在大气污染控制中的应用332

11.9在水煤浆工业中的应用333

11.9.1CWM的成浆原理334

11.9.2CWM分散剂选择336

11.9.3CWM的主要影响因素338

11.9.4CWM的稳定性346

11.9.5CWM的制备工艺346

11.10在纳米碳酸钙解聚中的应用348

11.10.1NCC颗粒的聚集行为和性质348

11.10.2NCC颗粒解聚及在水介质中分散350

11.10.3NCC解聚和在水介质中分散行为评判358

参考文献360



12颗粒分散的评价方法362

12.1颗粒在液体中分散的评价方法362

12.1.1沉降法363

12.1.2浊度法363

12.1.3显微镜法364

12.1.4粒度分布测量法364

12.1.5流变法364

12.1.6测力法364

12.1.7分散稳定性指数法365

12.1.8紫外透光率法366

12.2颗粒在空气中分散的评价方法367

12.2.1分散率法367

12.2.2黏着力法368

12.2.3图像分析法369

12.2.4分散指数法369

12.2.5分散度法370

12.3液-液乳化分散的评价方法370

12.3.1乳状液液珠直径分布曲线法370

12.3.2液珠数目或液珠体积变化速率法370

12.3.3光度法371

12.3.4分相测定法371

12.4气-液分散的评价方法373

12.4.1振荡法373

12.4.2气流法373

12.4.3搅动法373

12.5气泡脱离直径的测量374

参考文献375