陶瓷的原料为什么需要添加剂

目前的建筑陶瓷生产过程中，原料处理部分越来越精细化。企业对原料球磨中的添加剂越来越重视，开始多角度考虑添加剂的价值。那么，认识添加剂的作用对添加剂的使用会有帮助。

在原料处理时，添加剂的主要作用是减水、助磨以及增强作用。三个作用都涉及到了添加剂对黏土的作用（当然，助磨对砂料也是有作用，增强对整个体系有作用）。而对黏土的作用，基本上都是涉及到了黏土—水系统的结构。在不少的参考资料里面，黏土水系统的介绍非常专业，笔者以个人的理解简单谈谈添加剂对黏土—水体系的作用。

在陶瓷原料体系，黏土是很独特的原料。它的独特在于黏土的结构。黏土本身是层片状晶体结构，而且细度很小。处于水溶液中，黏土具有悬浮性，同时，黏土自带的阳离子很容易进入水溶液中，而黏土颗粒虽然整体带负电，但是局部区域由于不同元素暴露在外，却出现了层片区域带较多负电，而棱角位置带少量正电的特殊情况。这样的情况，使得粘土颗粒在水溶液中，很容易相互通过层片角度负电吸附棱角角度正电而使得粘土颗粒相互吸引成为了一个胶团。

在这样的过程中，就将大量的自由水包裹在黏土团内部，从而使得整个体系的粘度比较大。同时，阳离子（钠、镁离子等）本身在溶液中也不是呈现单独离子存在，而是水合离子团的结构，离子本身会带一层水化膜。因此，电价越低，离子半径越大的阳离子，其水化膜厚度越小，越容易流动，表现为体系的粘度变小。

因此，如果想要在水含量低的情况下同时降低原料体系的粘度，应该考虑加入的添加剂能够从阳离子和阴离子双角度出发，来释放本身被黏土系统所束缚住的自由水，增加体系的流动性。

阳离子角度，我们很容易发现，尽量使用一价高体积阳离子来代换二价甚至三价阳离子，可以降低阳离子的水化膜厚度，增加自由水的比例。因此，我们可以使用NH4、K、Na等离子。考虑到价格及挥发的问题，我们目前所使用的最主要的阳离子就是钠离子，这也是为什么我们目前看到的减水剂基本都是钠系的原因。

阴离子处理，主要从静电稳定和高分子空间位阻两个方面着手。

静电稳定即通过加入阴离子使得阴离子吸附在黏土表面，消除掉黏土暴露在外面的正电位置，使得整个黏土各区域都处于负电状态，从而消除了黏土颗粒相互吸引，包裹自由水的作用；高分子位阻就是通过在体系中，加入高分子化合物，使得整个体系中黏土颗粒之间存在大量的高分子化合物而难以相互靠近形成大胶团结构，从而使得自由水不被束缚。这两个作用机理有时可以同时存在。

在陶瓷原料处理过程中，不同的土料细度，以及内含的生物胶质的量等等都会影响到泥料的性能。因此，了解土料性质以及对应的采用合理的添加剂，对原料的处理将会很有帮助。
（作者系江西陶瓷工艺美术职业技术学院教师）