论文摘要
胶体是一种高度分散的多相体系,在热力学上属不稳定体系。本论文选取具用广泛用途的脲醛树脂胶、硅溶胶和“水泥浆—减水剂”三种典型的水溶液分散体系作为研究对象,从胶体化学的角度对其界面电化学性质、胶团结构以及流变性进行研究,并探讨了分散系电化学性质与稳定性的关系。脲醛树脂胶发生凝胶是胶体粒子聚结和聚集结构发展的过程。贮存过程中脲醛树脂胶粒由小变大导致胶体逐渐变混浊。研究表明,在pH=8.0时,脲醛树脂胶的Zeta电位平均值约—32.5mV,粒子带负电,并以单分散形式存在。电解质和pH值的变化对脲醛树脂胶的稳定性都有明显影响。加入Fe2+离子或H2O2,脲醛树脂胶Zeta电位的绝对值迅速减小,从而使排斥势垒降低,胶粒发生聚集,体系粘度随之增大并最终产生凝胶。其中,Fe2+离子对Zeta电位和粘度变化的影响幅度明显大于H2O2。pH值对胶体稳定性的影响表现在,pH值为9时,体系具有最大的Zeta电位,除此之外,pH值的改变都会使脲醛树脂胶的Zeta电位绝对值迅速减小,其中pH>9时Zeta电位减小的幅度最大。在上述工作的基础上,建立了脲醛树脂胶粒的双电层结构模型,并探讨了体系的稳定机理。硅溶胶体系的Zeta电位及其稳定性影响规律与脲醛树脂胶体系类似。带电粒子间相互排斥,增加了分散体系的稳定性,稳定性程度与Zeta电位大小有关。研究表明,pH=1.8时,硅溶胶的Zeta电位为O,凝胶时间较短,对应粘度较大；pH<1.8, Zeta电位为正值,电位值较大,粘度较低；而pH在1.8-4之间,Zeta电位为负值,且随pH增大,粘度则逐渐减小。此外,硅溶胶体系的温度、水的用量、电解质等对其稳定性也有重要影响。相同pH条件下,温度越高,硅溶胶的Zeta电位越低,凝胶时间越短。在“水泥浆—减水剂”体系中,Zeta电位的大小对分散稳定性影响规律与上述两种体系有所不同。萘系减水剂和木钙减水剂的饱和吸附点和饱和吸附量大于聚丙烯酸高效减水剂,掺入萘系减水剂和木钙减水剂水泥颗粒表面Zeta电位初始绝对值较大,且随时间下降较为明显,净浆流动度经时损失较大。聚丙烯酸减水剂Zeta电位初始值较小,但却相对稳定,其净浆流动度经时损失明显低于萘系或木钙减水剂。