Additivi Ceramici. Prof. Marcello Romagnoli

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1 Additivi Ceramici Prof. Marcello Romagnoli DIMADipartimento Ingegneria dei Materiali e dell Ambiente Università di Modena e Reggio Emilia Via Vignolese 905/a marcello.romagnoli@unimore.it

2 Sommario

3 Funzione degli additivi Riduzione dei costi di macinazione Miglioramento delle applicazioni Riduzione dei difetti

4 Funzione degli additivi (58%) (60%) (62%) (64%) (66%) (68%) (70%) (72%)

5 Funzione degli additivi Difetto causato da un comportamento reologico non idoneo dello smalto.

6 Albero degli additivi Organici Deflocculanti Thickening agents Additivi Printing mediums Leganti Inorganici Battericidi/fungicidi.

7 Albero degli additivi Sali poliacrilati Organici Acidi e Sali umici Acidi e Sali tannici Acidi e Sali ossalici Miscele CMC a basso PM Na 2 CO 3 Inorganici Silicati con diverso rapporto Na 2 O/SiO 2 Fosfati (TPF, HMP, etc..)

8 Poliacrilati Organici Sali poliacrilati Ottenuti dalla polimerizzazione di acrilati

9 Poliacrilati Organici Sali poliacrilati

10 Poliacrilati Organici Stabilizzazione elettrosterica Effetto combinato di repulsione elettrostatica, causata dalle cariche negative presenti nella molecola, e sterica

11 Poliacrilati Organici Il polimero deve essere adsorbito con facilità e permanentemente sulla superficie della particella. Lo spessore del polimero adsorbito dipende dalla conformazione assunta dalla molecola nella sospensione Affinità tra polimero e solvente (acqua) ph e forza ionica

12 Poliacrilati Organici Particle Particle Affinita chimica tra polimero e solvente ph

13 Poliacrilati Organici M n+ Particle Particle Affinita chimica tra polimero e solvente Forza ionica

14 Poliacrilati Organici Vantaggi Riduzione di: Viscosità Tissotropia Limite di scorrimento Aumento della resistenza meccanica del pezzo

15 Poliacrilati Organici Svantaggi Più costoso di altri additivi Può provocare cuore nero

16 Acidi e Sali umici Organici Sali e acidi umici Derivati da lignite

17 Organici Acidi e Sali umici Capacità chelanti rispetto a ioni positivi (Mg 2+, Ca 2+, Fe 2+, Fe 3+ ), e formazione di un colloide protettore.

18 Composti tannici Organici Composti tannici L acido tannico è un polifenolo ottenuto dal legno e frutta Capacità chelanti rispetto a ioni positivi (Mg 2+, Ca 2+, Fe 2+, Fe 3+ ), e formazione di un colloide protettore.

19 Organic Composti tannici Tannic compounds È usato insieme ad altri deflocculanti come silicati e fosfati. Può provocare cuore nero

20 Sali ossalici Organici Ossalati COO COO Il sodio ossalato può reagire con gli ioni calcio per ottenere calcio ossalato con bassa solubilità. Lo ione ossalato può essere assorbito sulla superficie delle particelle di argilla. Viene usato insieme ad altri additivi.

21 CMC Organici CMC a basso PM Può essere assorbito sulla superficie delle particelle argillose aumentandone la carica negativa Riduce il limite di scorrimento

22 Inorganici Sodio Carbonato Na 2 CO 3 Aumento del ph Na 2 CO 3 + H 2 O 2Na + + OH + HCO 3 Scambio ionico: ClayCa 2+ + Na 2 CO 3 ClayNa + + CaCO 3 Precipitazione di cationi bi e trivalenti Ca(HCO 3 ) 2 + Na 2 CO 3 CaCO 3 + 2NaOH + 2CO 2

23 Inorganici Sodio Carbonato Na 2 CO 3 Usato assieme al sodio silicato. Viene usato preferibilmente con argille contenenti alte percentuali di sostanze organiche. IIgroscopico Favorisce la ritenzione di acqua nel manufatto durante l essiccamento

24 Inorganici Sodio Carbonato D.Fortuna, Ceramic Technology: Sanitaryware, Faenza editrice

25 Sodio Silicato Inorganici Na 2 O ysio 2 Aumenta il ph Colloide protettore Na 2 SiO 3 + 2H 2 O 2Na + + OH + H 2 SiO 3 Precipitazione e flocculazione di ioni H 2 SiO 3 + Ca 2 + CaSiO 3 + H +

26 Sodio Silicato Inorganici Na 2 O ysio 2 È il deflocculante più usato nel colaggio e molto usato nella produzione di piastrelle. Silicati di sodio con differenti rapporti Na 2 O/SiO 2 che possono variare da 1 a 3. La aggiunte sono dell ordine del 0,20,8%.

27 Sodio Silicato Inorganici Na 2 O ysio 2 Si ottengono sospensioni ad alta fluidità e bassa tissotropia. Conferisce al secco buone proprietà meccaniche.

28 Sodio Silicato Inorganici D.Fortuna, Ceramic Technology: Sanitaryware, Faenza editrice

29 Fosfati di Sodio Inorganici Na Na 004/T0587F/T0587F02.htm Na 5 P 3 O 10 Na Na Na Na Na Na 4 P 2 O 7 Na Na Fosfati

30 Inorganici Fosfati Fosfati di Sodio (NaPO 3 ) 6 Fosfonati

31 Inorganici Fosfati Fosfati di Sodio Adsorbimento sulla superficie delle particelle Aumento della carica negativa delle particelle argillose; Blocco chimico di ioni flocculanti

32 Miscele Miscele di additivi Miscele di deflocculanti possono essere usate per: Ottimizzare I loro effetti (effetti sinergici) Riduzione dei costi Prova ed errore Mixture design (DOE or ANN)