TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(39).2010

75
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA PHỤ GIA PHÂN TÁN ĐẾN ĐẾN
TÍNH CHẤT CỦA HỒ CAO LANH
AN INVESTIGATION INTO THE EFFECTS OF SOME DISPERSANTS ON THE
CHARACTERISTICS OF KAOLIN SLURRIES

Nguyễn Văn Dũng, Phan Nhật Linh,
Huỳnh Nhất Thạch
Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng
Võ Kỳ Anh
Công ty CP sứ COSANI Đà Nẵng

TÓM TẮT
Phối liệu sứ vệ sinh thường chứa một hàm lượng khá lớn cao lanh. Vì vậy nghiên cứu
tính chất hồ (huyền phù) cao lanh có ý nghĩa rất quan trọng để cải thiện tính chất của hồ sứ vệ
sinh. Đề tài nghiên cứu ảnh hưởng của các phụ gia phân tán như natri polyacrylat và natri
silicat đến tính chất của hồ cao lanh Trại Mát và Hiệp Tiến (Lâm Đồng). Chất đa điện giải natri
polyacrylat làm tăng hàm lượ
ng pha rắn của hồ cao lanh (tương ứng sẽ giảm hàm lượng nước
cần thiết trong hồ) từ đó tạo điều kiện để tăng khối lượng thể tích và cường độ mộc. Tuy nhiên
việc sử dụng loại phụ gia phân tán nào phải dựa vào việc nguyên liệu cao lanh đó có chứa
nhiều khoáng caolinit hay không và yếu tố nào là ưu tiên (độ nhớt hồ, tốc độ bám khuôn hay
cường độ m
ộc) thì mới có thể chọn được loại và lượng phụ gia phân tán thích hợp.
ABSTRACT
Sanitary ware recipes usually contain a large amount of kaolin content. Therefore, it is
important to improve the properties of sanitary ware slurries by studying the properties of kaolin
suspension. The article deals with the influence of some dispersants such as sodium silicate
and sodium polyacrylate on the properties of Traimat’s and Hieptien’s kaolins (in Lamdong

O
3
và TiO
2
làm giảm chất lượng của sứ. Mặt khác,
đất sét chứa ít hay không chứa khoáng caolinit, mà thay vào đó là các loại khoáng sét
khác có khả năng hấp thụ nước trong các lớp cấu tạo và làm tăng thời gian hình thành
mộc trong khuôn. Như vậy, độ trắng, cường độ và thời gian tạo mộc phụ thuộc trực tiếp
vào lượng cao lanh có trong phối liệu.
Như đã phân tích ở trên, dễ dàng thấy rằng tính chất lưu biến của hồ cao lanh
đóng vai trò cực kỳ quan trọng vào sự thành công và hiệu quả của quá trình đổ rót sứ vệ
sinh. Hồ phải có độ nhớt thấp và ổn định trong khoảng 5 - 10 P, trong đó hàm lượng pha
rắn và chất điện giải là các yếu tố quan trọng quyết định độ nhớt của hồ.

Hình 1. Giản đồ ba cấu tử sản xuất sứ theo Hinz
1- Vùng sứ vệ sinh và sứ cứng
2- Vùng tấm lát
3- Vùng sứ mềm
4- Vùng sứ làm răng

Trong ngành sứ vệ sinh, chất điện
giải natri silicat và chất đa điện giải natri polyacrylat thường được sử dụng nhất. Đối với
chất điện giải natri silicat, cơ chế giải keo tụ là cation natri (Na
+
) sẽ thay thế cho các
cation hoá trị hai trong lớp điện tích kép của mixen khoáng sét, tạo ra lực đẩy tĩnh điện
(electrostatic) và gây ra sự phân tán của hệ mặc dù hồ có hàm lượng pha rắn cao. Đối với

45 µm
Dưới sàng
(% KL)
2.7 µm
Cao lanh Trại Mát 1,36 7,98 47,94 5,81 24,32
Cao lanh Hiệp Tiến 1,20 7,16 40,09 2,32 25,23
Bảng 2. Thành phần hóa của cao lanh Trại Mát và Hiệp Tiến (Lâm Đồng), % khối lượng
% khối lượng Cao lanh Trại Mát Cao lanh Hiệp Tiến
SiO
2
50,02 50,41
Fe
2
O
3
1,73 34,43
TiO
2
0,05 0,31
Al
2
O
3
33,87 0,16
CaO 0,03 0,04
MgO 0,12 0,13
Na
2
O 0,07 0,06
K

đổ hồ vào khuôn thạch cao. Mộc hình thành có kích thước 200x20x15 mm, sau đó tháo
khuôn.
Đối với cao lanh Trại Mát, việc tháo khuôn được tiến hành sau 30 phút và mộc ở
trạng thái bán ẩm.
Đối với cao lanh Hiệp Tiến, nếu sử dụng phụ gia phân tán là thủy tinh lỏng thì
tháo khuôn sau 45 phút, nếu dùng natri polyacrylat thì sẽ tháo khuôn sau 3 giờ.
Tốc độ bám khuôn được đánh giá qua bình phương chiều dày mộc hình thành.
Mộc tiếp tục được sấy ở 60
0
C qua đêm, tiếp theo sấy ở 105
0
C đến khối lượng
không đổi và đem xác định cường độ mộc.
Cường độ uốn của mộc được tính theo công thức sau :
σ
u
=
102bh
l3f
2
×
×
(kg/cm
2
)
Ở đây : f là lực tác dụng (kg lực),
l là khoảng cách giữa hai gối đỡ (cm),
b và h là chiều rộng và chiều cao của mẫu (cm).
3. Kết quả và thảo luận
3.1. Ảnh hưởng của loại phụ gia phân tán lên hàm lượng pha rắn và khối lượng thể

Đối với hồ cao lanh Hiệp Tiến, khảo sát hàm lượng phụ gia natri polyacrylat
trong khoảng 0,45-0,59% và natri silicat trong khoảng 1,11-1,7% khối lượng ta có kết
quả tương tự như trên, tuy nhiên lượng natri polyacrylat cần dùng ít hơn. Điều này
chứng tỏ hiệu quả của natri polyacrylat có thể phụ thuộc vào thành phần khoáng của cao
lanh, nếu hàm lượng khoáng caolinit càng l
ớn thì hiệu quả của chất đa điện giải này
càng tốt như trong trường hợp đối với cao lanh Hiệp Tiến. a ) b)
Hình 4. Ảnh hưởng của phụ gia phân tán natri polyacrylat và natri silicat lên độ nhớt của hồ
cao lanh Trại Mát (a) và cao lanh Hiệp Tiến (b)
Hình 3. Ảnh hưởng của loại
phụ gia phân tán lên hàm
lượng pha rắn và khối lượng
thể tích hồ cao lanh. TM là ký
hiệu cao lanh Trại Mát, HT là
ký hiệu cao lanh Hiệp Tiến
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(39).2010

80
3.3. Ảnh hưởng của phụ gia phân tán lên tốc độ bám khuôn và cường độ mộc
Đứng về mặt thương mại thì quá trình đổ rót có tốc độ bám khuôn càng cao càng
tốt. Tốc độ bám khuôn cao hơn chứng tỏ lượng nước trong hồ được khuôn thạch cao hút


a) b)
Hình 6. Ảnh hưởng của phụ gia phân tán đến cường độ mộc của hồ cao lanh Trại Mát (a)
và cao lanh Hiệp Tiến (b).
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(39).2010

81
4. Kết luận
Qua quá trình nghiên cứu chúng tôi nhận thấy ảnh hưởng của các phụ gia phân
tán đến tính chất của hồ cao lanh Trại Mát và cao lanh Hiệp Tiến khá phức tạp.
Nói chung, chất đa điện giải polyacrylat làm tăng hàm lượng pha rắn của hồ cao
lanh (tương ứng sẽ giảm hàm lượng nước cần thiết trong hồ) từ đó tạo điều kiện để tăng
khối lượng thể tích và cường độ m
ộc.
Natri polyacrylat làm giảm độ nhớt rất tốt đối với hồ cao lanh Trại Mát và cao
lanh Hiệp Tiến. Hiệu quả của natri polyacrylat có thể phụ thuộc vào thành phần khoáng
của cao lanh, nếu hàm lượng khoáng caolinit càng lớn thì hiệu quả của chất đa điện giải
này càng tốt như trường hợp của cao lanh Hiệp Tiến.
Đối với cao lanh Trại Mát các loại phụ gia phân tán đều cho tốc độ bám khuôn
cao hơn hẳn so v
ới cao lanh Hiệp Tiến, chứng tỏ khi hàm lượng các khoáng tạp tăng lên
thì tốc độ bám khuôn của phụ gia càng tốt. Như vậy tốc độ bám khuôn của hồ phối liệu
sẽ cao hơn hồ cao lanh khi dùng các loại phụ gia phân tán.
Các phụ gia phân tán đều làm tăng cường độ mộc, đặc biệt đối với cao lanh Hiệp