Zastosowanie wybranych di- i oligosacharydów w procesie upłynniania mas lejnych z nanoproszków ceramicznych

• Autorzy: Wysocka K. T. , Szafran M.

Warianty tytułu

EN

Di-and oligosaccharides as plasticizers for nanoparticle ceramic slurries

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Istotnym etapem w procesie przetwarzania nanoproszku ceramicznego w produkt końcowy jest zapobieganie utracie jego potencjalnych wyjątkowych właściwości - co rozumie się jako zapobieganie utracie nanometrowych rozmiarów cząstek proszku (a potem ziaren w produkcie finalnym). Tę trudną sztukę warto połączyć z mało skomplikowaną technicznie metodą formowania wyrobów [1] - np. techniką slip casting, czyli metodą odlewania mas lejnych do form porowatych. Celem, do którego należy dążyć przy zastosowaniu tej techniki jest konieczność uzyskania stabilnej i zdeaglomerowanej zawiesiny cząstek proszku charakteryzującej się optymalną dla metody wartością parametru lepkości. Starając się spełnić wymagania wymienione powyżej, w badaniach przeprowadzonych nad procesem upłynniania mas lejnych z nanoproszku AI2O3(30%obj.) jako środki dyspergujące zastosowano di-i oligosacharydy wprowadzone w ilościach 0,19%wag. i 1%wag. (w przeliczeniu na masę proszku ceramicznego): sacharoza, maltoza (dwucukry) oraz β-cyklodekstryna (cykliczny oligosacharyd). Zastosowanie tych związków - choć podobnych w budowie chemicznej - skutkowało znacznymi różnicami w parametrach reologicznych badanych gęstw. Jednocześnie przeprowadzone pomiary wielkości aglomeratów w masach nie wskazały, by wprowadzenie któregoś z analizowanych upłynniaczy drastycznie wpłynęło na rozmiar zawieszonych cząstek. Takie obserwacje mogą wskazywać na bardzo skomplikowany i zarazem ciekawy mechanizm upłynniania nano-AI2O3 w układzie wodnym - tj. zależność właściwości reologicznych układu nie tylko od charakteru chemicznego wprowadzonych dodatków (i oddziaływań o charakterze stricte chemicznym), ale najprawdopodobniej także od subtelnych interakcji na poziomie struktury rozważanej dyspersji.

EN

Prevention of the loss of nanometric size of nanopowder particles is a crucial point during powder processing into the final item. It is worth to combine this difficult task with a technically easy way of product forming [1] - method of slip casting. The objective which is to be gained using this method is the stable, deagglomerrated and deaggregated suspension of powder particles. The slurry should also have an optimal viscosity parameter and it is important for the additives to be soluble in water, nontoxic and environment friendly. To meet the requirements mentioned above, di- and oligosaccharides were used as plasticizers for AI2O3 (30 vol%) nanoparticle slurries (water dispersions). Saccharides, saccharose, maltose (disaccharides) and β-cyclodextrin (cyclic oligosaccharide) were applied in low concentrations: 0.19 wt% and 1 wt% (in relation to ceramic powder mass). The use of these sugars- similar of chemical constitution - produced considerable differences in rheological parameters of the examined slurries. It is also important to emphasize that the incorporation of any substance mentioned did not result in reduction of size of the suspended agglomerates. These observations may indicate that there is very complicated and interesting plasticizing mechanism of nano-Al2O3 water slurries - i.e. the system rheological properties dependence on chemical character of loaded substances (and stride chemical influence), but probably also on subtle interactions on dispersion structure level.

Słowa kluczowe

PL

tlenek glinu; nanomateriał; lepkość; upłynniacze; węglowodany

EN

alumina; nanomaterial; viscosity; dispersants; carbohydrates

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2008
• Tom: T. 60, nr 4
• Strony: 266--269
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Wysocka K. T.

autor

Szafran M.

• Politechnika Warszawska, Wydział Chemiczny, Zakład Technologii Nieorganicznej i Ceramiki,

Bibliografia

• [1] IrfanZ. Shirgaonkar, AniruddhaB. Pandit, Ultrasonics Sonochemistry, 5, (1998), 53-61.
• [2] Falkowski P., Szafran M., Mizerski Т., Materiały konferencyjne X Konferencji Europejskiego Towarzystwa Ceramicznego (2007).
• [3] C. Li, M. Akinc, Journal of the American Ceramic Society 88 [6], (2005), 1448-1474.
• [4] Kim J. С, Auh К. H., Schilling С. Н., Journal of the European Ceramic Society 20 (2000) 259-266.
• [5] Wysocka K., Praca Dyplomowa „Wpływ dodatku wybranych disacharydów na proces upłynniania mas lejnych z nanoproszku tlenku glinu", Politechnika Warszawska 2007.
• [6] Branca С, Magazu S., Maisano G., Migliardo F., Migliardo P., Romeo G., Journal of Physical Chemistry В, 105 (2001) 10140-10145.