颗粒间作用力影响颗粒体系流变性能的研究进展

悬浮颗粒体系在许多工业中都能见到踪影, 比如矿物加工、水和废水处理、陶瓷加工、造纸、食品加工工业等. 对于胶体颗粒悬浮体系, 颗粒间的相互作用力是控制体系的剪切流变性能、密实化性能和沉积性能的关键因素1,2]. 当颗粒间的作用力为排斥力时(排斥性颗粒体系), 颗粒不易“抱团”, 颗粒体系在溶液中处于稳定的分散状态. 而由于布朗热运动的作用, 颗粒的沉降速度很小. 不过, 对于这样的体系, 一旦颗粒最终都沉降下来形成颗粒网络就很密实; 而且即使在较低的外压下被压缩, 沉积层也很容易达到较高的固体体积比率(含水量少). 排斥性颗粒体系的黏度很低, 剪切流变抗力很小. 反之, 如果颗粒间的作用力是吸引力(吸引性颗粒体系), 颗粒就极易形成团块. 团块一般包含很多单个颗粒, 质量较大, 因此团块的沉降速度比单个颗粒快得多. 由此形成的颗粒网络的性质完全与排斥性颗粒体系相反: 它的密度低、含水量高, 需要更高的外压力才能密实化; 而且颗粒网络的黏度高, 剪切流变抗力较高3].