鈦白（bái）粉主（zhǔ）要用於造紙、油墨、塑（sù）料、塗料等行業（yè），在使用過程（chéng）中對鈦白粉的性能要求較為嚴格，尤其是鈦白粉（fěn）的分散（sàn）性能（néng），各應用體係對其格外關注（zhù）。若鈦白粉（fěn）的分散性能較差，不能完全體現出鈦白粉的高白度、高遮蓋等性能，在粉末塗料中會影響整體分散效果，嚴重甚至會導致粉末塗料含有顆粒、產生沉澱（diàn）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（guó）內外對於鈦白粉分散性能（néng）的研究較少，大都停留在實驗室階段，對生產的導向作用極（jí）少（shǎo），而且對於分散（sàn）機理的研究少之（zhī）又少，對其分散好壞沒有進行（háng）係統（tǒng）論述（shù），其影響效果（guǒ）一直沒有明確定論。下列針對鈦白粉在水性體係中（zhōng）的分（fèn）散效果及影響因素進行係（xì）統（tǒng）實驗。

1　實驗材料與方法
1.1　實（shí）驗（yàn）材料
本實驗材料主要為鈦白粉（fěn），根據（jù）不同的（de）影響因素選取相應（yīng）性質的鈦白粉原料（liào），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液，涉及到的（de）分散劑選用分析純（chún），並用去離子（zǐ）水配製成（chéng）0.1mol/L。其他設備還有pH值（zhí）計、熒光光譜分析儀、粒（lì）度分布（bù）儀、黏度計等（děng）。
1.2　實驗步驟
(1)取適量鈦白粉分成5份，在氣（qì）流粉碎機上粉碎不（bú）同（tóng）的時間，讓其粒度產生（shēng）差（chà）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（qǔ）8份鈦含量不同的鈦白粉，分別檢測其產品的組分，然後將這8份鈦白粉分別配製（zhì）成700 g/L的溶液，充分分散後測量黏度並記錄。
(3)取10份去離子水，分別用硫酸溶液和氫氧化鈉溶（róng）液調製成pH值＝2、3、4……11的溶液，保持其總體積（jī）相同，然後（hòu）分（fèn）別加入相同質量的鈦白粉配（pèi）製成700g/L的溶液，充分（fèn）分散後測（cè）量黏度並記錄。
(4)取9份相同的鈦白粉配製成（chéng）濃度（dù）為700 g/L的鈦白粉溶液，分別加入矽酸鈉分散劑，加量分別為0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%、0.30%、0.35%、0.40%，並做（zuò）一個（gè）空白對（duì）照，充分分散後測量黏度並記錄。

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

對上述5份鈦白粉配製成相同濃度的溶液後測量結果見圖2。

從圖（tú）1中看出，樣品1到樣品5的粒度分布逐漸變寬，並且峰值粒度也逐漸變大，因此，樣品（pǐn）1到樣品5的平均粒度逐漸變大。從圖2中可以看（kàn）出，鈦白（bái）粉的黏（nián）度與產品粒度呈正相關的（de）關係，即產品的粒度越（yuè）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，從樣品3之後產品黏（nián）度增加幅度較快（kuài），這就說明，在粒度較（jiào）小的情況下產品的分散性差異（yì）較小，隨著產品（pǐn）粒度的增加，分散性的差異逐漸（jiàn）顯現（xiàn）出來，並呈指數型增加。
2.2　含鈦（tài）量實驗
鈦白粉中含量（liàng）最多的物質是二氧化鈦，最高含量可達99%，通常情況下（xià）顏料（liào）級鈦白粉的二氧化鈦含量在85%～95%。二氧化鈦含量（liàng）是鈦白粉主要的指標之一，含鈦量越高，鈦白粉的白度（dù）性能越好，但相應（yīng）成（chéng）本就越高，不同的應用體係含鈦量也有不同的要求。將不同含鈦量的鈦白粉進行檢測後配製成相同濃度的溶液，充分分散後（hòu）測量黏度，其結果見圖3。

從圖3中可以看出，隨著鈦含量的升高，產品的黏度出現下降趨勢，即鈦白粉中二氧化（huà）鈦含量越（yuè）高（gāo），產（chǎn）品的分散性越好。當產品中鈦含量在（zài）90%以（yǐ）下時（shí），產品黏度的變化較大，而當鈦含量增加到90%以上時變（biàn）化幅度較小，因（yīn）此，高二氧（yǎng）化鈦含量雖然在一定程度上有提高產品（pǐn）分散性的（de）好處，但（dàn）是當鈦含量升高到90%以上時其提升效果不太明顯。
2.3　pH值實驗
在鈦白（bái）粉（fěn）的應用中，經（jīng）常將鈦白粉置於不同pH值下進行分散，如在（zài）造紙過程中會將鈦白粉分散於堿性（xìng）環境中，而在乳膠漆體（tǐ）係中也有將鈦白粉分散於弱酸性的環境。將相同的鈦白粉置於不同的pH值中，在水性體係的相（xiàng）同濃度下測量黏度，得到的結果見圖4。

從圖4中（zhōng）可以看出，在相同的濃度下（xià）pH值與鈦白粉的黏度呈“U”型關係，即在強酸和強堿環境下（xià）鈦白（bái）粉的分散性（xìng）極差，在堿度適中時鈦白粉（fěn）的分散性較好（hǎo）。該鈦白粉在pH值＝5.2時表現出極（jí）好的分散效果，隨著pH值的升高，黏度增加極快，當pH值增（zēng）加到12時，黏度（dù）接近1 900 mPa · s。在強酸性環境下，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（yào）比堿性環境（jìng）分散（sàn）性好，尤其是在弱酸（suān）性環境下分散性（xìng）最好。
2.4　分散劑實驗
分散劑（jì）是提高分散性能的重要（yào）手段，在鈦白粉行業（yè）中常用的分散劑有六偏磷酸鈉、矽酸鈉等（děng），可根據不同的場合選擇使用。圖5是用矽酸鈉作為分（fèn）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（jiā）入能有效降低鈦白粉（fěn）的黏度，提高分散性能（néng），尤其是分散劑加量（liàng）在0.2%以內（nèi）時能迅速降低黏度，當分散劑加量繼續增加時，黏度降低的幅度下降，效（xiào）果不太明顯。這主要是由於0.2%左右的分散劑足以分散700 g/L的鈦（tài）白粉，再進一步增加分（fèn）散劑不會對分散效果進一（yī）步提升（shēng）。

3　機理分析
通過對以（yǐ）上實（shí）驗可總結出以下分散機理。
(1)鈦白粉的分散過程就（jiù）是大塊顆粒變成小塊顆粒的（de）過（guò）程，當鈦白（bái）粉的顆粒足夠小時（shí），就是分散性能較好的時刻（kè）。鈦白粉的顆粒較大，其分散需要一定的外力才能將（jiāng）大（dà）顆粒變成（chéng）小（xiǎo）顆粒，這些外力包（bāo）括外加動力（lì）、溶解（jiě）力、分子氫鍵等，而這些（xiē）外力與顆粒（lì）的大小成正比，顆粒越大，需要的外力（lì）越大，在相同的情（qíng）況下大（dà）顆粒的分散性能就越差。
(2)鈦白粉中鈦含量是重要的（de）指標之一，鈦元素可表現出較（jiào）多的性能，其中之一是親水性。鈦元素表麵有較多的（de）不飽和鍵，可與水分子形成較（jiào）多的氫鍵，生成鈦元素（sù）的水合（hé）物。這種物（wù）質的存（cún）在能使鈦（tài）白（bái）粉與水的親和力加強，從而增加鈦白粉的分（fèn）散性。
(3)當（dāng）鈦白粉體係中pH值改變，其實就是改變了體係的（de）電位值（zhí），而鈦白粉本身具（jù）有一定的Zeta電位，當溶液（yè）中電位與鈦（tài）白粉本身的Zeta電位相符合時鈦白粉的分散性能就加強，這是電子相互排斥的結果。當兩電位（wèi）相同時產生較大的斥力，使得水分子與鈦白粉分子相互排斥，兩者有遠（yuǎn）離的趨勢，從而加大了兩者的（de）間距，實現在混合體係中的分散（sàn）。
(4)分散劑的加入可以改變溶液中各集合體的電性（xìng），如陰（yīn）離子分散劑，可以使得溶液中分子表麵荷負電（diàn），從而實現在（zài）斥力作用（yòng）下分散；而當分（fèn）散劑添（tiān）加量過多時，荷負（fù）電的物質反而會產生團聚，使得顆粒變（biàn）大，分散效果不明顯。

來源（yuán）：山東道恩鈦業

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