陶瓷減水劑是指用于陶瓷體強(qiáng)化和增塑劑的材料。補(bǔ)強(qiáng)劑一般為有機(jī)聚合物,對(duì)陶瓷生產(chǎn)過程的各個(gè)環(huán)節(jié)沒有不良影響,并且具有良好的燒成特性。陶瓷體常用的增塑劑有變性淀粉、甲基纖維素、聚乙烯醇和丙烯酸聚合物、海藻酸鈉、糊精、單寧提取物等。其中,陶瓷綠色增塑劑的強(qiáng)化機(jī)理大致可歸納為有機(jī)聚合物鏈強(qiáng)化、氫鍵強(qiáng)化、附著力強(qiáng)化、靜電力強(qiáng)化和纖維增韌。
當(dāng)綠色陶瓷中沒有增塑劑時(shí),綠色陶瓷顆粒之間的鍵合依賴于范德華力。綠色陶瓷顆粒之間的鍵合機(jī)制取決于增塑劑分子的結(jié)構(gòu)。對(duì)于有機(jī)聚合物增強(qiáng)劑,具有足夠鏈長的聚合物可以在陶瓷顆粒之間架橋交聯(lián),形成不規(guī)則的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),形成結(jié)合力,將陶瓷顆粒緊密包裹。在機(jī)體斷裂之前,施加在機(jī)體上的部分載荷是由補(bǔ)強(qiáng)劑分子的長鏈承擔(dān)的,并且由于分子鏈中存在許多可以內(nèi)部旋轉(zhuǎn)的單鍵,這種單鍵使得聚合物鏈具有很強(qiáng)的柔韌性和彈性,從而增加了機(jī)體的強(qiáng)度。
在綠色階段,陶瓷顆粒之間有少量的水,因此顆粒之間存在毛細(xì)力。毛細(xì)力的存在在顆粒擴(kuò)散層中產(chǎn)生張力,使顆粒更緊密地聚集在一起。成型壓力越高,顆粒之間的距離越近,毛細(xì)力越高,顆粒的結(jié)合力越強(qiáng),體的強(qiáng)度越強(qiáng)。在陶瓷體中有增塑劑存在的情況下,除上述范德華力和毛細(xì)力外,由于顆粒表面被高分子材料包裹,借助高分子材料,顆粒之間會(huì)發(fā)生氫鍵,從而大大提高了體的強(qiáng)度。氫鍵的強(qiáng)度取決于增強(qiáng)劑分子鏈的表面電荷密度。電荷密度越高,力就越大。
陶瓷體增塑劑的產(chǎn)品特點(diǎn):1、加入漿料后,陶瓷漿不會(huì)變稠,不影響漿料的流動(dòng)性,方便漿料的輸送,從根本上解決了常用木質(zhì)素和羧甲基纖維素鈉(CMC)陶瓷體增塑劑的缺點(diǎn)。2、漿料噴霧干燥時(shí),其分子鏈相互交叉形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),使體粉進(jìn)入網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)并結(jié)合在一起,起到骨架作用,顯著提高體的強(qiáng)度。3、漿料懸浮性和流動(dòng)性好,增韌效果顯著。特別是在干燥前可以明顯提高體的強(qiáng)度,減少體的損傷,不會(huì)在瓦內(nèi)形成“黑心”。4、當(dāng)瓷體漿料仍含5%水分時(shí),增塑劑可顯著提高瓷體強(qiáng)度,解決磚剛壓出瓷體時(shí)缺邊缺陷的問題。