1、漿料穩定性理論

大部分的漿料都是屬于懸浮液體系。不穩定的懸浮液在靜止狀態下發生絮凝，并由于重力作用而很快分層，分散的目的就是要在產品的有效期內抗絮凝、防止分層，維持懸浮顆粒的均勻分布，提高產品的穩定性。

(1)懸浮液的絮凝理論

絮凝作用即是在靜態(由于布朗運動)或動態(在剪切力作用下條件下，通過顆粒碰撞引起顆粒數目減少的過程。膠體系統中，如不考慮穩定劑，顆粒間的相互作用主要有范德華(VanderWaals)引力;伴隨著帶電顆粒的庫侖(Coulombic)力(斥力或引力)。這些力的起因截然不同，Derjaguin和Landau在蘇聯，Verwey和Overbeek在荷蘭分別獨立的提出DLVO理論，構成了親液分散體系中絮凝作用經典理論的基礎，闡述了膠體懸浮體系的穩定性主要與膠體顆粒間上述兩個獨立的相互作用的相對距離有關。

(2)懸浮液的分層理論

分層是分散相在外力(重力或離心力)作用下，在連續相中上浮或下沉的結果。在忽略布朗運動效應的靜態條件下，可用Stokes定律來描述，即分散相球形顆粒由于重力的沉降速度u0由下式確定：

式中ρs-ρ為分散相與連續相的密度差，g為重力加速度，d為分散相顆粒直徑，μ為連續相的粘度。如果分散相顆粒的密度比連續相密度大，顆粒下沉，速度uo為正值，反之，顆粒上浮，速度為負值。沉降速度大，漿料就容易分層。如果要保持體系穩定，就必須降低沉降速度，對于特定的漿料可以通過減小分散相固體顆粒直徑d。因為只有當粒徑減至連續相液體分子大小時，顆粒才能穩定、均勻地分散在液體中不發生分離。

通過以上的分析我們可以看出，要提高懸浮液的穩定性，分散相顆粒的粒徑應盡量細小。但應該指出，根據前人所做的大量研究發現，隨著顆粒粒度的減小，雖然顆粒由重力引起的分離作用變為次要的因素，但是由于顆粒之間的間距減小，顆粒之間的結合力(范德華力等)起到了重要決定性作用。另外，當顆粒直徑小于某一細小尺寸時，此時，顆粒的布朗運動效應就不能忽略了，所以由于細小顆粒的布朗運動，而使得顆粒之間產生激烈地碰撞。若不加穩定劑，這些情況都會導致顆粒團聚，對體系的穩定是不利的。所以漿料的分散中，顆粒粒徑并非越細越好，要視漿料的特性而定。分散就是要根據物料的特性與特點，減小分散相顆粒的粒度，使其分布于一個較窄的尺寸范圍，并達到吸力與斥力的相互平衡，從而保證漿料體系的穩定。

2、團聚與分散的關系

漿料的團聚是指原生的微細顆粒在制備、分散及存放過程中，相互連接、由多個顆粒形成較大的顆粒團簇的現象。

顆粒在液相介質中表現為分散和團聚兩種基本的行為。顆粒在液體介質中的團聚是吸附與排斥共同作用的結果，其根源是顆粒間的相互作用力。在懸濁液體系中，粉體顆粒的團聚是吸附和排斥共同作用的結果。如果吸附作用大于排斥作用，粉體顆粒團聚;如果吸附作用小于排斥作用，粉體顆粒則分散。在液體介質中，粉體顆粒受力情況較復雜，不僅有像范德華力、靜電力、表面張力、毛細管力等產生團聚的吸引力，而且在粒子的表面，還會產生雙電層靜電作用、溶劑化膜作用、聚合物吸附層的空間保護作用等使納米顆粒趨向于分散的斥力作用。

顆粒在介質中的穩定分散一般包括以下過程：潤濕、機械分散及分散穩定。潤濕通常指顆粒與顆粒之間的界面被顆粒與溶劑、分散劑等界面所取代的過程。機械分散是利用剪切力將大量顆粒細化、使團聚體解聚、被潤濕、包裹吸附的過程。分散穩定是指將原生粒子或較小的團聚體在靜電斥力、空間位阻斥力作用下來屏蔽范德華引力,使顆粒不再聚集的過程。團聚體分散解聚的直接原因是受到剪切力和壓力的作用，剪切力在分散過程中起到了決定性的作用。

3、團聚體變形與破裂

在研究流動性質隨時間和應力的變化時，一般要考察顆粒的結合與破裂。研究發現，無論是顆粒的結合所必須得碰撞，還是多顆粒團的破壞，都與顆粒大小有緊密的函數關系，也就是說，顆粒大小是影響流變和穩定性的一個關鍵因素。

在層流狀態下，流體中的物料團聚體受層流剪切力作用。不考慮團聚體的重力作用，物料團聚體受剪切力t的作用與表面張力的作用。剪切作用的切向分力的作用效果是使團聚體發生旋轉的主要原因，而法向分力和表面張力則在團聚體的內部分別產生壓差，這兩種壓差綜合作用的結果就是使團聚體的內部產生變形，在其原有裂紋的區域上就會產生應力集中，并最終導致團聚體的破碎與分散，分解成更小尺寸級別的顆粒。

在湍流狀態下，流場的變化非常迅速，且存在著固體分散相與液體連續相之間的相互作用，例如由于固體相對液體相湍流具有的阻尼作用，使其脈動強度降低，流場中流動情況相當復雜。所以為了簡化起見，在假定湍流是均勻的，并且是各向同性的基礎上，認為液滴的破裂由湍流的脈動效應所引起的。在這種情況下，液滴受到的粘性剪切應力可忽略，若兩相粘度和密度相差比較小，則在液滴表面將會產生振動，振動將會使其形狀相對于平衡的球形而發生變化，當變化的程度足夠大時，液滴就會不穩定，破裂成兩個或更多的小液滴，條件是液滴振動的動能足以提供破裂后所增加的表面能。