粉體在液體介質(zhì)中的分散體系被稱為懸浮液。懸浮液為一種介于膠體和粗分散體系的固液懸浮體系，而固液懸浮體系存在于多個領(lǐng)域內(nèi)，如石油化工、涂料、顏料、納米材料、磁性材料、農(nóng)藥等領(lǐng)域，固液懸浮體系中的超細(xì)粉體具有較大的比表面積和較高的比表面能，是熱力學(xué)上不穩(wěn)定體系，當(dāng)其分散在分散介質(zhì)中容易發(fā)生團(tuán)聚，影響其性能的發(fā)揮。因此，對于制備穩(wěn)定性好的懸浮體系，是各個領(lǐng)域的技術(shù)關(guān)鍵。對于如何保證懸浮體系的穩(wěn)定性以及懸浮體系的穩(wěn)定機(jī)理的研究，一直是指導(dǎo)生產(chǎn)技術(shù)的重要理論基礎(chǔ)，而這些研究成果和技術(shù)對于懸浮液的開發(fā)也有積極的借鑒意義。

分散穩(wěn)定性機(jī)制

A 上浮，漂浮  B沉降  C聚并  D絮凝，聚結(jié)  E奧氏熟化  F相轉(zhuǎn)變

一般而言，分散體系均屬于熱力學(xué)不穩(wěn)定體系。但是對于一個比較穩(wěn)定的分散體系，它的變化速率可能會很慢，具有一定的動力學(xué)穩(wěn)定性。

影響動力學(xué)穩(wěn)定性的固有因素有：

a)分散相（粉體/顆粒）體積濃度（例如，空間均勻性，稀的或濃的）

b)連續(xù)相的狀態(tài)（例如，密度，粘度，表面張力，化學(xué)勢，溶劑的性質(zhì)）

c)分散相的狀態(tài)（例如，粒徑大小，形狀、密度，顆粒的變形能力，顆粒表面的結(jié)構(gòu)）

d)顆粒之間的相互作用（例如，靜電作用和范德華力，空缺絮凝力）

e)分散相和連續(xù)相之間的相互作用（例如，潤濕性，界面張力，界面流變，樣品流變性、溶解度和不溶解度、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成）

影響固液懸浮體系分散穩(wěn)定性的實驗因素： 

1.粉體在液體介質(zhì)中的分散方法

大部分的固液懸浮體系是通過機(jī)械分散來加工的，主要是利用機(jī)械運(yùn)動的沖擊作用和剪切作用使粉體形成分散懸浮液。但機(jī)械分散的主要問題是一旦顆粒離開機(jī)械作用產(chǎn)生的渦流場，外部環(huán)境復(fù)原，它們又可能重新形成團(tuán)聚。因此，需要在固液懸浮體系中添加必要的助懸成分提高其懸浮穩(wěn)定性。

但是在固液懸浮體系中，密度差不可能為零，直徑也不是越小越好，因為直徑越小，固體顆粒比表面積越大，界面能也就越大，終導(dǎo)致顆粒間互相聚結(jié)合并長大。因此只有在適宜的范圍內(nèi)調(diào)整粘度，通過降低固體顆粒沉降速度獲得良好的懸浮穩(wěn)定性，一般采用的方法是在懸浮液中添加增稠劑來提高分散體系的粘度。

2.分散劑種類和用量

在研究懸浮劑的抗 聚結(jié)穩(wěn)定性上，通常利用加入分散劑來實現(xiàn)，使用的分散劑主要有陰離子表面活性劑、 非離子表面活性劑和大分子助劑等（路福綏，2000）。目前來說，在懸浮液的制備過程中，為了獲得良好的分散穩(wěn)定性，選用合適的分散劑以及分散劑的用量，是一條重要的途徑。但是只有合適的分散劑種類是不夠的，從懸浮液的穩(wěn)定性上來說，分散劑用量的濃度也需要一個合適的量，超過一定的量也會造成分散不穩(wěn)定。對于顆粒濃度比較低的 懸浮液，可以用沉降速度表示分散劑對顆粒分散的效果。對于濃度很高的顆粒懸浮液， 添加適量的分散劑，可使大的二次團(tuán)聚顆粒分散成小的二次團(tuán)聚或一次顆粒。另外還要控制懸浮液的黏度，選擇合適的分散劑也能降低黏度。在使用與顆粒表面電荷相反的分散劑時，要增加分散劑的用量形成雙分子層才能起到良好的分散效果。

3 電解質(zhì)與懸浮體系穩(wěn)定性

水中存在高價的離子如Ca2+、Mg2+、Al3+等離子，必然會影響著顆粒的分散穩(wěn)定 性。氯化鈉等電解質(zhì)用量過大，在顆粒表面產(chǎn)生雙電層的是值增大，因此阻礙顆粒間團(tuán) 聚的靜電斥力作用減弱，分散穩(wěn)定性效果變差，電解質(zhì)濃度越高，普通的小分子分散劑分散效果變差，甚至*喪失，在這樣的高電解質(zhì)水溶液中，對顆粒表面具有吸附基團(tuán) 的非離子高分子分散劑顯示出了顯著分散效果，主要原因在于高分子分散劑在懸浮體系 中除了通過吸附顆粒間的靜電排斥，還能形成強(qiáng)大的空間位阻作用，抑制顆粒靠近聚結(jié)。 

4.流變性

在懸浮液的制備過程中流變學(xué)特性是漿料穩(wěn)定性的直接體現(xiàn)（巴勒斯HA，1992）。懸浮液的流變性與其本身的固含量、pH值、粉體粒徑和分散劑等密切相關(guān)（Hoffman RL，1991; Russel WB， 1991）， 王浚等（1999）研究了高含量Y-TZP懸浮液的流變性特性，采用聚丙烯酸鹽（NaPAA、 NH4PAA）為分散劑，研究了分散劑、粉體粒徑和固含量對Y-TZP懸浮液流變學(xué)性能的影響。結(jié)果表明分散劑含量為1.8%時懸浮液粘度低，而且懸浮液黏度隨固含量的增大而增大，在固含量相同時，粉體顆粒增加可以有效降低漿料的粘度。但在實踐中，溫度、靜置時間及剪切時間對懸浮液的表觀黏度及流變性也有影響。

分散穩(wěn)定性的檢測方法：

在實踐中，有必要選擇合適的表征分散穩(wěn)定性的測試方法。如果可能，建議選擇一種不需要樣品制備的方法，樣品是在其原始狀態(tài)下進(jìn)行分析的。分散體的狀態(tài)是復(fù)雜的，任何樣品制備都可以改變本身狀態(tài)。(ISO TR 13097)

1. 

觀察法

2. 

這種方法已經(jīng)被應(yīng)用了幾個世紀(jì)，以檢驗分散體系隨時間的變化情況估計它的保質(zhì)期。樣品放置在試管、測試瓶或容器中，在實際存儲條件下長期觀察。在適當(dāng)?shù)臅r間間隔，天、星期或月進(jìn)行定性，定性結(jié)果報告為“是/否合格”或“變化多/少”。觀察法簡單而且成本低，但需要大量的存儲空間，并且它們是耗時的，主觀的結(jié)果取決于操作人員且不可追蹤。

2.精密儀器分析方法

與視覺觀察相比，儀器方法的結(jié)果是客觀和可追溯的。他們也表現(xiàn)出更高的靈敏度，重現(xiàn)性和數(shù)據(jù)存儲。適當(dāng)?shù)臏y量程序可以根據(jù)樣品的穩(wěn)定性指標(biāo)選擇。垂直掃描技術(shù)特別適用于相分離的檢測，有助于區(qū)分相分離和粒徑變化。

Turbiscan多重光散射儀采用近紅外光源搭配透射光和背散射光檢測器，沿著樣品垂直高度掃描，每40微米記錄一個光強(qiáng)信號。樣品始終保持自然狀態(tài)，儀器按照設(shè)定的周期對樣品進(jìn)行掃描，定量分析樣品不同高度上的粒徑和濃度變化，全面表征不穩(wěn)定現(xiàn)象，分析粉體在液體介質(zhì)中的失穩(wěn)機(jī)理。

 Formulaction Turbiscan多重光散射儀 代理商：東南科儀