Como sabemos (consulta aquí otro de nuestros artículos previos sobre aditivos), la mayoría de los procesos de producción de cerámica dependen de suspensiones o, de forma más general, de dispersiones químicas de polvo cerámico en un líquido, que es agua en la mayoría de casos.

Para dotar a la suspensión de las características adecuadas en cuanto a estabilidad y maleabilidad según las diferentes aplicaciones es necesario añadir pequeñas cantidades de sustancias apropiadas (aditivos) capaces de modificar la reología del sistema interactuando con las partículas sólidas.

Aunque las suspensiones cerámicas pueden ser muy complejas, es posible simplificar y hablar de tres familias/componentes principales:

1. GRANILLA CERÁMICA
2. VEHÍCULO
3. ADITIVOS

La elección del aditivo adecuado, así como de la cantidad que debe añadirse al sistema, depende de la naturaleza de los componentes mencionados más arriba.
Por ejemplo, los aditivos necesarios para estabilizar las arcillas en agua pueden ser inapropiados para los polvos osídicos en medios orgánicos.

La primera clasificación de un aditivo puede basarse en su efecto principal en el sistema cerámico al que se añade. Por supuesto, un aditivo también puede tener efectos secundarios además de su finalidad principal (deseados o no) y, por lo tanto, puede incluirse en más de una categoría al mismo tiempo.
Las categorías más conocidas de aditivos son los DEFLOCULANTES y los LIGANTES.
Los primeros se usan para reducir el fenómeno de aglomeración entre las partículas y, así, reducir la viscosidad del sistema. Por otro lado, los ligantes buscan crear una red entre las partículas para proporcionar un cierto grado de elasticidad.

En el lenguaje cotidiano, cuando hablamos de defloculante solemos referirnos a una sustancia capaz de disminuir la viscosidad de un sistema. Sin embargo, también debemos recordar que esto es solo una consecuencia de la reducción de la aglomeración entre las partículas, que resulta más importante.

Además de defloculantes y ligantes, hay muchos otros aditivos que pueden utilizarse para mejorar tanto los procesos de producción como la calidad del producto. Esta es una breve lista:

1. Tensoactivos: reducen la tensión superficial del sistema (para mejorar la humectabilidad de la superficie).
2. Plastificantes: se añaden para modificar las propiedades viscoelásticas.
3. Agentes antiespumantes y espumantes: según se desee, fomentan o impiden la formación de burbujas en el sistema
4. Lubricantes: tensoactivos especiales que reducen la tensión entre elementos sólidos.
5. Bactericidas y fungicidas: frenan o eliminan los fenómenos de degradación de las sustancias orgánicas incluidas en el sistema.

DEFLOCULANTE

En el sector cerámico, a menudo se usan palabras como dispersante, defloculante y agente fluidificante para referirse a lo mismo. Sin embargo, es importante entender las diferencias entre ellas:

Dispersante ► Se refiere a la fase líquida en la que las partículas sólidas están en suspensión.

Defloculante ► Se refiere a cualquier tipo de sustancia que, añadida en cantidades pequeñas, reduce los fenómenos de aglomeración de las partículas.

Agente fluidificante ► Se refiere a cualquier tipo de sustancia capaz de reducir la viscosidad (independientemente de cómo ocurra). Esta definición es bastante ambigua, ya que es obvio, por ejemplo, que puede obtenerse una fluidificación añadiendo tanto agentes dispersantes como defloculantes (aunque las dos acciones son muy diferentes).

Los dispersantes diluyen el sistema; así, se reduce la viscosidad gracias a la reducción del contenido volumétrico de las partículas sólidas en suspensión y de la interacción entre ellas. Los defloculantes limitan los fenómenos de aglomeración y mantienen invariable la concentración de sólidos en suspensión: en este caso, la reducción de la viscosidad se debe a la reducción del tamaño de las aglomeraciones. Aunque el agua es el vehículo más común en los procesos de producción de cerámica, muchas aplicaciones requieren otros medios, como los poliglicoles o la mezcla de butanona o tricloroetileno/etanol.

Además, como ya se ha dicho, la cantidad de defloculante que se añada es clave para evaluar su eficacia.

LIGANTES

Otra importante categoría de aditivos está representada por los ligantes (o agentes floculantes).
Como su nombre indica, su función es unir las partículas de cerámica para crear un efecto reticular en el sistema. Este proceso de estructuración, que puede considerarse como una especie de floculación entre partículas, puede utilizarse con muchos fines: aumentar la viscosidad (en estos casos hablaremos de un espesante), modificar la reología o reducir el fenómeno de la sedimentación.

Algunos ligantes están formados por partículas coloidales, que pueden ser tanto inorgánicas (como las partículas de minerales de arcilla) como orgánicas. Sin embargo, loslas más usadosusadas son los polímeros y las sales de distinto origen. Las partículas coloidales de la arcilla crean aglomeraciones que forman una red y unen las partículas cerámicasde cerámica más grandes. Los ligantes poliméricos producen el mismo proceso: los ligantes vinílicos, celulósicos y glicólicos están entre los más comunes. Se tratan, en su mayoría, de ligantes no iónicos con grupos funcionales a lo largo de la cadena. El resto son ligantes aniónicos con grupos funcionales que adquieren carga eléctrica una vez que se dispersan en el líquido y se ionizan.

RESUMEN Y CONCLUSIÓN

La estabilidad coloidal de todos los sistemas utilizados en los procesos de producción de cerámica es esencial para supervisar y gestionar su reología.  Para ello, a menudo es necesario añadir al sistema defloculantes adecuados capaces de resistir las fuerzas de atracción en el interior de la suspensión, para reducir la aglomeración.
La elección del defloculante adecuado depende tanto del vehículo como de la naturaleza de las partículas sólidas que deben estabilizarse. La cantidad correcta/perfecta debe proporcionar al sistema la mejor estabilización posible sin deflocularlo en exceso.
Además delde defloculante, algunos sistemas requieren también ligantes, que suelen aumentar la viscosidad debido a otros fenómenos de floculación que deben supervisarse; asimismo, deben tomarse las medidas adecuadas en relación con el estado químico y físico del sistema.