陶瓷辊凝胶注模成型体系

陶瓷棍凝胶注模成型体系

①以丙烯酰胺为单体的凝胶注模成型体系 以丙烯酰胺为单体的凝胶注模体系是在陶瓷悬浮液中加少量丙烯酰胺有机单体，利用催化剂及引发剂，使悬浮体中的有机单体聚合交联形成三维网络骨架（聚丙烯酰胺），陶瓷颗粒固定其中，并与聚合物凝胶通过吸附作用，使液态浆料转变成具有一定强度和柔韧性的坯体。

②引入水溶性聚合物的无氧阻聚凝胶注模体系 近两年来，发现高分子的加入可以有效消除凝胶注模成型陶瓷坯体表面起皮现象。该方法是在陶瓷浆料的组分中引入一个新的组分——非离子水溶性高分子，例如聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚丙烯酰胺、聚氧化乙烯、褐藻酸钠和淀粉等，在凝胶注模成型过程中对陶瓷坯体表面起皮现象有抑制作用。此种陶瓷部件的无氧阻聚凝胶注模成型方法与采用氮气保护方法不同，只需在浆料中加入少量添加剂就能克服凝胶注模过程中因氧阻聚而使与空气接触部分的坯体表面产生起皮剥落的现象，并成劝成型出氧化铝、氧化锆、氮化硅、碳化硅等陶瓷坯体，得到的表面光洁无缺陷。

③通过金属离子螯合反应的无毒性凝胶注模体系 该体系是通过螯合反应实现延迟固化的无毒性陶瓷胶态成型方法，其基本原理是通过钙离子螫合剂与钙盐发生螯合反应，当螫合反应进行完全时，褐藻酸钠很难与钙离子发生凝胶反应，而一旦此螯合反应被酸性物质破坏时，螯合的钙离子将被释放出来再与陶瓷料浆中的褐藻酸钠化学键合形成凝胶大分子．使陶瓷悬浮体原位凝固。钙盐主要包括碳酸钙、磷酸钙及磷酸氡钙等，而螫合剂可选用柠檬酸三钠和六偏磷酸钠。此凝胶体系的优点在于成型所用的褐藻酸钠、螯合剂和钙盐等均无毒性，对环境无污染，克服了凝胶注模成型中使用有机单体丙烯酰胺的神经毒性，且价格低廉，用量少，不需要单独脱脂一1：序，缩短生产周期，降低了成本，便于一l：业化生产。

④采用热溶胶特性的天然大分子凝胶注模成型体系 许多从动植物中提取的天然大分子都具有良好的凝胶特性，其中一类生物聚合物大分子凝胶系统如琼脂糖、明胶、果胶、琼胶或角藻胶等可以凝胶注模各种形状复杂的陶瓷部件。此类生物聚合大分子形成凝胶的基本原理是：多糖类天然大分子在温度大于50℃的水溶液中溶解，被冷却时大介子中的羟基使分子键之间以及分子键和水分子之间形成氧键，相互链接形成三维网络结构，从而凝胶固化。这种方法-'I：艺简单，利用热溶胶物理特性来代替以往的用单体聚合形成高聚物来形成凝胶产生固化，有机物含量少(2%～4%)，无毒，不需单独脱脂。应用这一方法制备出的陶瓷坯体表面光洁、结构致密、均匀无缺陷，因此受到广泛的重视。但是，由于注模前浆料需升至一定温度(40- 80'C)，容易造成部分水分蒸发，因此给工艺控制带来不便。

⑤壳聚糖凝胶注模成型体系 采用生物大分子壳聚糖凝胶注模陶瓷坯体，可以成型表面光洁致密无缺陷的各种复杂形状陶瓷零件。典型的凝胶体系有壳聚糖一醋酸一戊二醛凝胶体系，其凝胶化机理是：壳聚糖和戊二醛的交联聚合反应是在一定的温度下由壳聚糖主链上伯胺基（-NH2）和戊二醛上的羰基（-C =O）缩水聚合反应生成亚胺键（一C—N一），亚胺键使得壳聚糖和戊二醛相互有效交联在一起形成具有较高强度的凝胶体。此种凝胶注模成型工艺相较于以前的其它工艺有着一个显著的优势。先前其它凝胶注模成型所选的成胶系统要求在湿度恒定的气氛中长时间干燥，而壳聚糖一醋酸一戊二醛凝胶体系却不需要，素坯的干燥．[：序方便简单。这是因为用壳聚糖溶液成型的凝胶，可以直接在室温干燥，这样的干燥不会损坏部件，而且干燥时间短，只需几个小时（时间长短在于部件的尺寸大小）。虽然戊二醛的有毒性和侵蚀性限制了其工业化的大量引用，但以前研究中使用的丙烯酰胺是一种神经毒素和潜在的致癌物质。另一方面在用量上，以前的丙烯酰胺系统和现在的壳聚糖系统相比较，前者需要添加14%的丙烯酰胺单体，而后者却只需0.7%的戊二醛。 

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