От статики к динамике: как улучшить текучесть порошков

От статики к динамике: как улучшить текучесть порошков

С быстрым развитием нанотехнологий текучесть порошка стала новой горячей точкой исследований, поскольку как очень сложное физическое явление она занимает ключевое положение во многих областях, таких как пищевая, химическая, фармацевтическая промышленность и т. д. Например, производство лекарств. часто предполагает точное дозирование и однородное смешивание различных ингредиентов, и если порошок лекарственного препарата обладает хорошей подвижностью, он сможет обеспечить консистенцию и стабильность ингредиентов каждой партии лекарств в процессе смешивания, а также снизить качество лекарств из-за неравномерный состав. Если порошок лекарственного средства обладает хорошей текучестью, он может обеспечить консистенцию и стабильность каждой партии лекарств в процессе смешивания, что снижает проблемы с качеством лекарств, вызванные неравномерным составом; При производстве пластиковых гранул хорошая текучесть может гарантировать плавность процесса литья под давлением или экструзии, предотвращая неравномерную толщину стенок изделий, дефекты поверхности и другие проблемы с качеством. Далее я расскажу о текучести порошка, факторах, влияющих на нее, и способах борьбы с ней.

• Что такое текучесть порошка?

Текучесть порошка относится к характеристикам частиц порошка, текущих в различных условиях. Порошок как особый класс материалов, в то же время с твердыми и жидкими двумя видами характеристик, твердыми характеристиками, так что он может выдерживать определенное напряжение сдвига, в стационарном состоянии, чтобы поддерживать фиксированную форму. Когда напряжение сдвига достигает определенного критического значения, порошок может течь как жидкость. Являясь важным параметром промышленного производства, текучесть порошков не только влияет на эффективность производства и качество продукции, но также имеет отношение к проектированию конструктивных параметров оборудования для обработки порошков и выбору технологических параметров.

• Факторы влияния

Существует множество факторов, влияющих на текучесть порошков, включая тип частиц, средний размер частиц, распределение частиц по размерам, содержание влаги, форму частиц, удельную поверхность, плотность, время хранения и взаимодействия между частицами. Вот лишь несколько пунктов, которые вам следует понять и распознать.

1. Размер частиц и распределение по размерам

Размер порошка — это линейный размер, занимаемый размером частиц в определенном пространственном диапазоне. Распределение частиц по размерам представляет собой количество частиц в определенном диапазоне ряда размеров, последовательно расположенных в процентах от общей совокупности частиц, обычно представленное в виде простой таблицы, графика или функции. Когда размер частиц велик, пустоты между частицами становятся больше, что делает силу взаимодействия между частицами меньше и порошок легче растекается. Когда размер частиц мал, площадь поверхности частиц больше, и в результате силы взаимодействия между частицами, такие как сила Ван-дер-Ваальса и электростатическая сила, будут усиливаться, что делает частицы менее подвижными и склонными к образованию агломератов. увеличение сопротивления потоку.

JLAmoros и др. с различным гранулометрическим составом монодисперсного кварцевого песка в качестве материала, с помощью испытания на сдвиг для изучения взаимосвязи между сцеплением между частицами и размером частиц и плотностью слоя, результаты показывают, что сцепление с герметичностью увеличивается и увеличивается, с уменьшение размера частиц и увеличение. Коэффициент трения слоя увеличивается с увеличением компактности слоя, и соотношение зависит от размера частиц.

2. Содержание влаги в порошке

Содержание воды в порошке относится к количеству воды в порошке. Когда содержание воды в порошке очень низкое, вода адсорбируется на его поверхности, и эта адсорбированная вода мало влияет на текучесть порошка, с увеличением количества воды вокруг адсорбированной воды образуется пленка воды, в это время относительное движение между частицами происходит нелегко, что ограничивает поток частиц в целом, а текучесть порошка ухудшается или даже теряется, когда количество воды увеличивается до уровня, превышающего максимальное молекулярное связывание воды.

Се Сяосюй и др. Модулировал три вида образцов угля: уголь Янчжоу, смешанный уголь и уголь Датун, в различное содержание воды для тестирования. Они проанализировали влияние изменения содержания воды на функцию течения, когезию и угол внутреннего трения угольного порошка и пришли к выводу, что: с увеличением содержания воды в угольном порошке функция течения угольного порошка снижается, а текучесть ухудшается. ; сцепление между частицами угольного порошка становится больше, и его легче агломерировать; и коэффициент внутреннего трения угольного порошка уменьшается, что может быть связано с тем, что после увеличения воды между частицами угольного порошка вода будет присутствовать в кратерах поверхностей частиц или между частицами, а смазка будет произведен эффект, так что частицы не будут хорошо течь. производят смазку, благодаря чему трение между частицами становится меньшим.

3. Морфология частиц

Когда частицы имеют правильную форму, они могут легче скользить или катиться, сопротивление меньше, подвижность обычно лучше; когда форма частиц неправильная, они легко пересекают друг друга, что приводит к закупорке пути потока, ухудшая подвижность. Например, удельная поверхность сферических частиц мала, точек контакта между частицами меньше, сила взаимодействия слабее, агломерация порошка не сильная; в то время как несферические частицы обычно имеют большую удельную площадь поверхности, количество точек контакта между частицами порошка больше, а сила Ван-дер-Ваальса, электростатическая сила и другие силы между частицами резко увеличиваются, что делает текучесть порошок хуже.

Лак Хайфэн изучил шесть видов частиц угля и других порошкообразных частиц (стеклянные шарики, FCC, желтый песок, асфальтовый порошок, кристаллические частицы сульфата аммония и т. д.) в бункере из оргстекла под материалом, а эксперименты Дженике по сдвигу подвижности обнаружили, что стеклянные шарики и частицы с морфологией регулярности более высокой степени сферичности, поверхность частиц также более гладкая, а частицы угля угловатые, края частиц, зубчатые выступы очевидны, форма правила степень низкая. Поэтому частицы угольной пыли, имеющие больше точек соприкосновения друг с другом, более сцеплены.

• Улучшение сыпучести порошка

Методы улучшения сыпучести порошка можно разделить на две группы: за счет увеличения размера частиц или за счет модификации поверхности частиц.

1. Добавки текучести

Добавки, повышающие текучесть, позволяют значительно улучшить текучесть порошков, избегая явления агломерации или затвердевания, а их основной функцией является уменьшение адгезии между частицами. Добавляя добавки, повышающие текучесть, можно увеличить контактное расстояние между частицами, тем самым уменьшая силы Ван-дер-Ваальса между частицами. Наночастицы, поверхностно-активные вещества и полимеры могут быть добавлены в качестве добавок к текучести для улучшения сыпучести порошков, наночастицы которых используются в течение более длительного периода времени. Во время использования наночастицы необходимо диспергировать в системе, чтобы равномерно покрыть поверхность частиц порошка, а сильное сродство наночастиц к частицам порошка позволяет им прочно связываться друг с другом. Адгезия этих небольших связующих на поверхности частиц может привести к улучшению сыпучести частиц.

2. Увеличьте размер частиц.

Увеличение размера частиц порошка в основном осуществляется за счет увеличения силы тяжести частиц, тем самым преодолевая такие силы, как трение между частицами, чтобы улучшить сыпучесть порошка. И агломерация, и грануляция используются для описания процесса объединения множества отдельных мелких частиц вместе с образованием крупных частиц без какого-либо изменения свойств мелких частиц. Этот процесс приводит к тому, что крупные частицы имеют гораздо больший размер, чем исходные мелкие частицы, что может улучшить сыпучесть порошка. Например, в случае молочных порошков процесс агломерации обычно происходит в камере распылительной сушки или во внешнем псевдоожиженном слое после распылительной сушки. В камере распылительной сушки поверхностно-активное вещество и частицы агломерируются вместе с образованием больших кластеров за счет первичной агломерации влажных частиц или столкновения вторичной агломерации влажных и сухих частиц.

3. Оптимизация процесса кристаллизации

Широко распространено мнение, что сыпучесть порошков можно улучшить за счет увеличения размера частиц, а в случае кристаллических частиц действительно можно изменить форму и размер кристаллов путем кристаллизации, чтобы добиться улучшение текучести. Этот метод позволяет объединить кристаллизацию и грануляцию в одном блоке и прост в эксплуатации. Кроме того, этот метод имеет множество преимуществ, например, весь процесс можно проводить в стерильной среде, не требуется добавлять дополнительные вспомогательные вещества, и его можно применять для производства GMP.

В промышленности пластмасс добавление антипиренов является ключевым шагом в повышении безопасности материалов. Улучшив сыпучесть огнезащитных порошков, можно значительно повысить эффективность производства и качество продукции.

Высокотекучие огнезащитные порошки, такие как YINSU Flame Retardant. Замена сурьмы T3, обеспечить быстрое и равномерное диспергирование в пластиковой подложке в процессе смешивания. Это обеспечивает 100% замену триоксида сурьмы в равных количествах и в то же время эффективно снижает затраты. Это не только помогает снизить энергопотребление и время производственного процесса, но и позволяет избежать ухудшения свойств материала из-за неравномерного распределения. Кроме того, хорошая текучесть уменьшает прилипание и засорение производственного оборудования, продлевая срок службы оборудования и снижая затраты на техническое обслуживание.

В заключение, оптимизируя сыпучесть огнезащитных порошков, продукция YINSU Flame Retardant Company улучшает огнезащитные свойства пластмассовых материалов и в то же время обеспечивает высокую эффективность и экономичность производственного процесса, обеспечивая двойную гарантию качества и безопасности. изделий из пластика.