Les dispersants céramiques sont des additifs céramiques largement utilisés. Leur fonction principale est d'empêcher la formation de surfaces hydrophobes sur les particules céramiques, prévenant ainsi leur agglomération. Dans les mêmes conditions d'ajout d'eau, ils augmentent la quantité d'eau libre entre les particules. Ils permettent également de répartir uniformément les composants de la matière première dans le milieu, d'améliorer la fluidité de la pâte et l'uniformité des particules. Généralement, les dispersants céramiques aux excellentes performances jouent plusieurs rôles dans la préparation des pâtes céramiques, notamment comme mouillant, adjuvant de broyage et stabilisant. Ces fonctions sont cruciales pour réduire les coûts de fabrication et améliorer les performances des produits céramiques.
Effet mouillant
Les surfaces solides sont généralement classées en deux catégories selon leurs propriétés : hydrophiles et lipophiles. Dans l'industrie céramique, selon l'objet et le procédé, des agents mouillants appropriés peuvent être ajoutés pour transformer une surface lipophile en surface hydrophile, ou inversement. Les agents mouillants peuvent réduire efficacement l'énergie libre de surface des liquides, affaiblir la tension superficielle des systèmes de suspension céramique et réduire la tension interfaciale entre les liquides et les solides. Les poudres se dispersent mieux dans les solutions dont la tension superficielle critique est inférieure à la leur. Par conséquent, pour améliorer la dispersibilité des poudres, il est nécessaire d'utiliser des additifs efficaces pour réduire la tension superficielle de l'eau.
Aide au broyage
Dans la production industrielle de céramiques traditionnelles en Chine, le pressage semi-sec est souvent utilisé. Le broyage à boulets est un procédé essentiel au traitement initial des boues. En pratique, le broyage humide est souvent utilisé, ce qui donne de meilleurs résultats. Lors du broyage à boulets humide, les poudres ont tendance à s'agglomérer en raison des collisions, de la proximité et de l'attraction entre molécules ou particules. Un « broyage inverse » peut se produire, en particulier après un certain temps de broyage. L'ajout de dispersants permet une adsorption ferme sur les fissures des particules et une pénétration en profondeur, réduisant ainsi l'énergie de surface et affaiblissant la force de liaison. Cela facilite l'expansion des espaces entre les particules, brisant efficacement les agglomérats fragiles et empêchant leur re-cicatrisation. Par conséquent, la force externe nécessaire à la rupture des particules est réduite, le processus de broyage est accéléré, le temps de broyage est raccourci, la consommation d'énergie est réduite et l'efficacité du broyage est améliorée.
Effet stabilisateur
Une fois le dispersant ajouté, il est adsorbé à la surface des particules de céramique, recouvrant partiellement ou totalement leur surface. La tension interfaciale particule/solvant est alors remplacée par la tension interfaciale dispersant/eau. Pour que les particules de céramique soient dispersées de manière stable dans le solvant, la force résultante exercée sur elles doit être nulle. Lorsque la concentration de la suspension de pâte céramique et la granulométrie des particules d'argile sont fixes, la gravité, la flottabilité et les forces d'interaction exercées sur les particules le sont également. Dans ce cas, cas, la tension interfaciale particule/solvant ne peut être ajustée qu'en ajoutant un dispersant pour rendre la force résultante sur les particules céramiques nulle.
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