鈦白粉主要用（yòng）於（yú）造紙、油（yóu）墨、塑料、塗料等行業，在使用過程中對鈦白粉的性能要（yào）求較為嚴格，尤（yóu）其是鈦白粉的分散性能，各應用體係對其格外關注。若鈦（tài）白粉的分散性能較差，不能（néng）完全體現出鈦白粉的高白（bái）度、高（gāo）遮（zhē）蓋等性能，在粉末塗料中會影響（xiǎng）整體分散效果，嚴重甚至會導致粉末塗料含有顆（kē）粒（lì）、產生沉澱等。通過各種控製手段，提高鈦白粉的分散性，有利於粉末塗料生產廠家的生產質量。
目前，國內外對於鈦白粉分散（sàn）性能的研究較少，大都停留在實驗室階段，對生產的導向作用極少，而且對於分散機理的研究少之（zhī）又少，對其分散好壞沒有進行係統論述（shù），其影響效果一直沒有明確定論。下列針對鈦（tài）白粉在水性體係（xì）中（zhōng）的分散效果及影響因（yīn）素進行係統（tǒng）實（shí）驗。

1　實驗材料與方法
1.1　實驗（yàn）材料（liào）
本實驗材料主要為鈦白粉，根據不同的影（yǐng）響因素選取相（xiàng）應性質的鈦白粉原（yuán）料，所用水為去離子水，pH值調整劑選用0.1 mol/L的硫酸和氫氧化鈉溶（róng）液，涉及到的分散劑選用分析純，並用去離子水配製成0.1mol/L。其他設備還有pH值（zhí）計、熒光光譜分析儀、粒度分布儀、黏度計等。
1.2　實驗步驟
(1)取適量（liàng）鈦白（bái）粉分成5份，在氣流粉碎機上粉碎不同的時（shí）間，讓其粒度（dù）產生差異，然後將這5份鈦白粉分別配製成700 g/L的溶液，充分分散後測量黏度並記錄。
(2)取8份鈦含量不同的鈦白粉（fěn），分別檢（jiǎn）測其（qí）產品的組分，然後（hòu）將這8份鈦白粉分別配製成700 g/L的溶液，充分分散後測量黏（nián）度並記（jì）錄。
(3)取10份去離子（zǐ）水，分別用硫酸溶（róng）液和氫氧化鈉溶液調製成pH值＝2、3、4……11的溶液，保持其總體積相同（tóng），然後分別加（jiā）入相同質量的鈦白粉配製成700g/L的溶液（yè），充（chōng）分分散後測量黏度並記錄。
(4)取9份相同的鈦白粉（fěn）配（pèi）製成濃度為700 g/L的鈦（tài）白粉溶液，分別加入矽酸鈉分散劑，加量分別為（wéi）0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%、0.30%、0.35%、0.40%，並做一個空白（bái）對照，充分分散後測量黏度並記錄（lù）。

2　實驗結果
2.1　粒度實驗
將鈦白粉進行氣流粉碎後其粒度隨著粉碎時間的延長而降低，對（duì）產品進行粒度分布的測（cè）試（shì），結果見圖1。

對上（shàng）述5份鈦白粉配製成相同濃（nóng）度的溶液後（hòu）測量結果見圖2。

從（cóng）圖1中看（kàn）出，樣品1到樣品5的粒度（dù）分布逐漸變寬，並且峰值粒度也逐漸變大，因此，樣品1到樣品5的平均粒度（dù）逐（zhú）漸變大。從（cóng）圖2中可以看出，鈦白粉的黏（nián）度與（yǔ）產品粒度呈正相關的關係，即產品的粒度越大，黏度越大，分散性越差。樣品1與樣品2的黏（nián）度相差較小（xiǎo），從樣品3之後產品黏度增加幅度較快，這就說明，在粒度較小的情況下產品的分散性差異較小，隨著產品粒度的增加，分散性的差異逐漸顯現出來，並呈（chéng）指數型（xíng）增加。
2.2　含鈦量實驗
鈦白粉中含量最多的物質是二氧化鈦，最高含量可達99%，通常情況（kuàng）下顏料級鈦白粉的二氧化鈦含（hán）量在85%～95%。二氧化鈦含量是鈦白粉（fěn）主要的指標之一，含鈦量越高，鈦白粉的白度性能越好，但相應（yīng）成本就越高，不同的應用體係（xì）含鈦量也有不同的要（yào）求。將不同含鈦量的（de）鈦白粉進行檢測後配製成相同濃度的溶液，充分分散後（hòu）測量（liàng）黏度，其結果見圖（tú）3。

從圖3中可以（yǐ）看出，隨著鈦含量的升高，產（chǎn）品的黏（nián）度出現下降趨勢，即鈦白粉中二氧（yǎng）化鈦（tài）含量越高，產品的分散性越（yuè）好。當產品中（zhōng）鈦（tài）含量在90%以下時，產品黏度的變化較（jiào）大，而當鈦含量增加到90%以上時變化幅度較小，因此，高二（èr）氧化鈦含量雖然在一定程度上有提高產品分（fèn）散性的好處，但是當鈦含量升高到90%以上時其提升效（xiào）果不太明顯。
2.3　pH值實驗
在鈦白（bái）粉的應用（yòng）中，經常將鈦（tài）白粉置於不同pH值下進行分散，如（rú）在造紙過程中（zhōng）會將鈦白粉分散於（yú）堿性環境中，而在乳膠漆體係中也有將鈦白（bái）粉分散（sàn）於弱（ruò）酸性的環境。將相同的鈦白粉置於不同的pH值中，在水性體係的相同濃度下測量黏度，得到的結果見圖4。

從圖4中可以看出，在相同的濃度下pH值與鈦白粉的黏度呈“U”型關係，即（jí）在強酸和強堿環境下鈦白粉的（de）分散性極差，在堿度（dù）適中（zhōng）時鈦白粉（fěn）的分散性較好。該鈦白粉在pH值＝5.2時表現出極好的分散效果，隨著pH值的升高，黏度增加極快，當pH值增加到12時，黏度接近1 900 mPa · s。在強酸（suān）性環（huán）境下，鈦白粉的分散性要比強堿性環境好，當pH值＝4.2時黏度僅為508 mPa · s。因此，鈦白粉在酸性條件下要比（bǐ）堿性環境分散性好，尤其是在弱酸性環境下分散（sàn）性最好。
2.4　分散劑實驗
分散劑是提高分散性（xìng）能的重要手段，在鈦白粉行業中常用的（de）分散劑有六偏（piān）磷酸鈉、矽酸鈉等，可根據不同的場合選擇（zé）使用。圖5是用矽酸鈉作為分散劑研究對分散性能的影響。

從圖5中可以看出，分散劑的加入能有效降低鈦白粉的黏度，提高分散性能（néng），尤其是（shì）分散劑加量在0.2%以內時能迅速降低黏（nián）度（dù），當分散（sàn）劑加量繼續增加時，黏度（dù）降（jiàng）低的幅度下降（jiàng），效果不太明顯。這主要是由於0.2%左右的分（fèn）散（sàn）劑足以分散700 g/L的（de）鈦白粉，再進一步增（zēng）加分（fèn）散劑不會對分散效果進一步提（tí）升。

3　機理分析（xī）
通過對以上實（shí）驗可總結出以下（xià）分散機理。
(1)鈦白粉的分散過（guò）程就是（shì）大塊顆粒變成小塊顆（kē）粒的過程（chéng），當鈦白粉的顆（kē）粒足夠小時，就是分散性能較（jiào）好的時（shí）刻。鈦白粉的顆（kē）粒較大，其分散需要一定的外力才能將大顆（kē）粒變成小顆粒，這些外力（lì）包括外加動力、溶解力、分子氫鍵等，而（ér）這些外力與顆粒的大小成正比，顆（kē）粒越大，需要的外力越（yuè）大，在相同的情況下大顆（kē）粒的分散性能（néng）就越差。
(2)鈦白粉中鈦含量是重要的指標（biāo）之一，鈦元素可（kě）表現出較多的性能，其中之一是親（qīn）水性。鈦元（yuán）素表（biǎo）麵有較多的不飽和鍵，可與水分（fèn）子形（xíng）成較多（duō）的氫鍵，生成鈦元（yuán）素的水合物。這種物質的存在能（néng）使鈦白粉與水的親和力加強，從而增加鈦白粉的分散性（xìng）。
(3)當鈦白粉體係中pH值改變，其實就是改變了體係的電位值，而鈦白（bái）粉本身具有一定的Zeta電位，當溶液中電位與鈦白粉本身的Zeta電位相符合時鈦白粉的分散性能就加強，這是電子相（xiàng）互排斥的結果。當兩電位相同時產生較（jiào）大的斥（chì）力，使得（dé）水分子（zǐ）與鈦白粉分（fèn）子相互排斥，兩者有遠離的趨勢，從而加大了兩者的間距，實現在混合體係中的（de）分散。
(4)分散劑的加入可以改變溶液中各（gè）集合體的電性，如陰離子分散劑，可以（yǐ）使得溶液中分子表麵荷負電，從（cóng）而實現在斥力作用下分散；而當分散劑（jì）添（tiān）加量過多時（shí），荷負電的（de）物（wù）質反而會產生團聚（jù），使得顆粒變大，分散效果不明（míng）顯。

來（lái）源：山東道恩（ēn）鈦業

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