Von statisch zu dynamisch: Wie man die Fließfähigkeit von Pulvern verbessert

Von statisch zu dynamisch: So verbessern Sie die Fließfähigkeit von Pulvern

Mit der rasanten Entwicklung der Nanotechnologie ist die Fließfähigkeit von Pulvern zu einem aufstrebenden Forschungsschwerpunkt geworden, da sie als sehr komplexes physikalisches Phänomen in vielen Bereichen wie Lebensmittel, Chemie, Pharmazeutika usw. eine zentrale Stellung einnimmt, beispielsweise bei der Herstellung von Arzneimitteln Oft geht es um die präzise Dosierung und homogene Mischung verschiedener Inhaltsstoffe. Wenn das Arzneimittelpulver eine gute Mobilität aufweist, kann es die Konsistenz und Stabilität der Inhaltsstoffe jeder Arzneimittelcharge während des Mischvorgangs gewährleisten und reduzieren die Qualität der Medikamente aufgrund von Ungleichmäßigkeiten Zusammensetzung. Wenn das Arzneimittelpulver eine gute Fließfähigkeit aufweist, kann es die Konsistenz und Stabilität jeder Arzneimittelcharge während des Mischvorgangs gewährleisten, wodurch die durch ungleichmäßige Zusammensetzung verursachten Qualitätsprobleme von Arzneimitteln verringert werden. Bei der Herstellung von Kunststoffpellets kann eine gute Fließfähigkeit den reibungslosen Ablauf des Spritz- oder Extrusionsformprozesses gewährleisten und ungleichmäßige Wandstärken, Oberflächenfehler und andere Qualitätsprobleme der Produkte verhindern. Als nächstes werde ich die Fließfähigkeit des Pulvers, die Faktoren, die es beeinflussen, und die Möglichkeiten, damit umzugehen, vorstellen.

• Was ist Pulverfließfähigkeit?

Unter Pulverfließfähigkeit versteht man die Eigenschaften von Pulverpartikeln, die unter verschiedenen Bedingungen fließen. Pulver ist eine besondere Klasse von Materialien, die gleichzeitig zwei Arten von festen und flüssigen Eigenschaften haben, feste Eigenschaften, so dass es eine bestimmte Menge an Scherspannung tragen kann, in einem stationären Zustand, um eine feste Form beizubehalten. Wenn die Scherspannung einen bestimmten kritischen Wert erreicht, kann das Pulver wie eine Flüssigkeit fließen. Als wichtiger Parameter in der industriellen Produktion beeinflusst die Pulverfließfähigkeit nicht nur die Produktionseffizienz und Qualität von Produkten, sondern hängt auch mit der Gestaltung struktureller Parameter von Pulververarbeitungsanlagen und der Auswahl von Prozessparametern zusammen.

• Einflussfaktoren

Es gibt viele Faktoren, die die Fließfähigkeit von Pulvern beeinflussen, einschließlich der Art der Partikel, der durchschnittlichen Partikelgröße, der Partikelgrößenverteilung, des Feuchtigkeitsgehalts, der Partikelform, der spezifischen Oberfläche, der Dichte, der Lagerzeit und der Wechselwirkungen zwischen den Partikeln. Hier sind nur einige Punkte, die Sie verstehen und erkennen sollten.

1. Partikelgröße und Größenverteilung

Die Pulvergröße ist die lineare Dimension, die eine Partikelgröße in einem räumlichen Bereich einnimmt. Die Partikelgrößenverteilung ist die Menge der Partikel innerhalb eines bestimmten Bereichs einer Reihe von Größen, die nacheinander angeordnet sind, als Prozentsatz der Gesamtpopulation der Partikel. Sie wird im Allgemeinen in Form einer einfachen Tabelle, eines Diagramms oder einer Funktion angegeben. Wenn die Partikelgröße groß ist, sind die Hohlräume zwischen den Partikeln größer, wodurch die Wechselwirkungskraft zwischen den Partikeln kleiner wird und das Pulver leichter fließt. Wenn die Partikelgröße klein ist, ist die Oberfläche der Partikel größer und die Wechselwirkungskräfte zwischen den Partikeln, wie z. B. die Van-der-Waals-Kraft und die elektrostatische Kraft, werden dadurch verstärkt, wodurch die Partikel weniger beweglich werden und zur Bildung von Agglomeraten neigen. Erhöhung des Strömungswiderstandes.

JLAmoros et al. Mit unterschiedlicher Partikelgrößenverteilung von monodispersem Quarzsand als Material, durch den Schertest, um die Beziehung zwischen der Kohäsion zwischen den Partikeln und der Partikelgröße und der Bettdichtheit zu untersuchen, zeigen die Ergebnisse, dass die Kohäsion mit der Dichtheit der Zunahme und Zunahme, mit der Abnahme der Partikelgröße und Zunahme. Der Reibungskoeffizient des Bettes nimmt mit zunehmender Bettkompaktheit zu, und der Zusammenhang hängt von der Partikelgröße ab.

2. Feuchtigkeitsgehalt des Pulvers

Der Wassergehalt des Pulvers bezieht sich auf die Wassermenge im Pulver. Wenn der Wassergehalt des Pulvers sehr niedrig ist, wird Wasser auf seiner Oberfläche adsorbiert, und dieses adsorbierte Wasser hat nur geringe Auswirkungen auf die Fließfähigkeit des Pulvers. Mit zunehmendem Wassergehalt bildet sich zu diesem Zeitpunkt ein Filmwasser um das adsorbierte Wasser Es kommt nicht leicht zu einer relativen Bewegung zwischen den Partikeln, was den Fluss der Partikel als Ganzes einschränkt, und die Fließfähigkeit des Pulvers verschlechtert sich oder geht sogar verloren, wenn der Wassergehalt auf mehr als die maximale molekulare Wasserbindung erhöht wird.

Xie Xiaoxu et al. modulierte drei Arten von Kohleproben, Yanzhou-Kohle, Mischkohle und Datong-Kohle, zu Testzwecken in unterschiedliche Wassergehalte. Sie analysierten die Auswirkungen von Änderungen des Wassergehalts auf die Fließfunktion, den Zusammenhalt und den Winkel der inneren Reibung von Kohlepulver und kamen zu dem Schluss, dass mit zunehmendem Wassergehalt von Kohlepulver die Fließfunktion von Kohlepulver abnimmt und die Fließfähigkeit schlechter wird ; die Kohäsion zwischen den Kohlepulverpartikeln wird größer und es ist einfacher, sie zu agglomerieren; und der innere Reibungskoeffizient des Kohlepulvers nimmt ab, was auf die Tatsache zurückzuführen sein kann, dass nach der Zunahme des Wassers zwischen den Partikeln des Kohlepulvers das Wasser in den Kratern der Partikeloberflächen oder zwischen den Partikeln vorhanden sein wird, und die Schmierung Der Effekt wird erzeugt, so dass die Partikel nicht gut fließen. sorgen für eine Schmierung, so dass die Reibung zwischen den Partikeln kleiner wird.

3. Partikelmorphologie

Wenn die Partikel eine regelmäßige Form haben, können sie leichter gleiten oder rollen, haben weniger Widerstand und die Beweglichkeit ist normalerweise besser; Wenn die Form der Partikel unregelmäßig ist, kreuzen sie sich leicht, was zu einer Verstopfung des Strömungswegs führt und die Beweglichkeit verschlechtert. Beispielsweise ist die spezifische Oberfläche kugelförmiger Partikel klein, die Kontaktpunkte zwischen Partikeln sind geringer, die Wechselwirkungskraft ist schwächer und die Agglomeration des Pulvers ist nicht stark; Während nicht-kugelförmige Partikel im Allgemeinen eine größere spezifische Oberfläche haben, ist die Anzahl der Kontaktpunkte zwischen den Pulverpartikeln größer und die Van-der-Waals-Kraft, die elektrostatische Kraft und andere Kräfte zwischen den Partikeln nehmen dramatisch zu, was die Fließfähigkeit von verbessert Pulver schlimmer.

Lac Haifeng untersuchte sechs Arten von Kohle und anderen Pulverpartikeln (Glasperlen, FCC, gelber Sand, Asphaltpulver, Ammoniumsulfat-Kristallpartikel usw.) im Plexiglas-Trichter unter dem Material und Jenike-Scherexperimente der Mobilität fanden heraus, dass die Glasperlen und Partikel mit der Morphologie der Regelmäßigkeit des höheren Grades der Sphärizität, die Oberfläche der Partikel ist auch glatter, und Kohlepartikel sind eckig, der Rand der Partikel, die zahnartigen Beulen sind offensichtlich, die Form der Regeln des Abschlusses ist gering. Daher sind die Kohlenstaubpartikel mit mehr Kontaktpunkten untereinander kohäsiver.

• Verbesserung der Pulverfließfähigkeit

Methoden zur Verbesserung der Pulverfließfähigkeit lassen sich grob in zwei Gruppen einteilen: durch Erhöhung der Partikelgröße oder durch Oberflächenmodifizierung der Partikel.

1. Fließzusätze

Fließadditive können die Fließfähigkeit von Pulvern erheblich verbessern, indem sie das Phänomen der Agglomeration oder Aushärtung vermeiden. Ihre Hauptfunktion besteht darin, die Adhäsion zwischen Partikeln zu verringern. Durch die Zugabe von Fließadditiven kann der Kontaktabstand zwischen den Partikeln vergrößert und so die Van-der-Waals-Kräfte zwischen den Partikeln verringert werden. Nanopartikel, Tenside und Polymere können als Fließhilfsmittel zugesetzt werden, um die Fließfähigkeit von Pulvern zu verbessern, von denen Nanopartikel bereits seit längerem verwendet werden. Während der Verwendung müssen Nanopartikel im System dispergiert werden, um die Oberfläche der Pulverpartikel gleichmäßig zu bedecken, und die starke Affinität der Nanopartikel zu den Pulverpartikeln ermöglicht es ihnen, sich eng aneinander zu binden. Durch die Anhaftung dieser kleinen Bindemittel an der Partikeloberfläche kann die Fließfähigkeit der Partikel verbessert werden.

2. Partikelgröße erhöhen

Die Vergrößerung der Partikelgröße von Pulverpartikeln erfolgt hauptsächlich durch Erhöhung der Schwerkraft der Partikel, wodurch Kräfte wie die Reibung zwischen den Partikeln überwunden werden, um die Fließfähigkeit des Pulvers zu verbessern. Sowohl Agglomeration als auch Granulierung werden verwendet, um den Prozess zu beschreiben, bei dem viele einzelne kleine Partikel zu großen Partikeln zusammengefügt werden, ohne dass sich die Eigenschaften der kleinen Partikel ändern. Dieser Prozess führt dazu, dass die großen Partikel eine viel größere Partikelgröße haben als die ursprünglichen kleinen Partikel, was die Fließfähigkeit des Pulvers verbessern kann. Bei Milchpulvern beispielsweise erfolgt der Agglomerationsprozess üblicherweise in einer Sprühtrocknungskammer oder in einem externen Wirbelbett nach der Sprühtrocknung. In der Sprühtrocknungskammer werden das Tensid und die Partikel durch primäre Agglomeration nasser Partikel oder Kollision durch sekundäre Agglomeration nasser und trockener Partikel zu großen Clustern agglomeriert.

3. Optimierung des Kristallisationsprozesses

Es wird allgemein angenommen, dass die Fließfähigkeit von Pulvern durch eine Vergrößerung der Partikel verbessert werden kann, und im Fall von kristallinen Partikeln ist es tatsächlich möglich, die Form und Größe der Kristalle durch Kristallisation zu verändern, um eine bessere Fließfähigkeit zu erreichen Verbesserung der Fließfähigkeit. Dieses Verfahren kann Kristallisation und Granulierung in einer einzigen Einheit kombinieren und ist einfach durchzuführen. Darüber hinaus bietet diese Methode viele Vorteile, z. B. kann der gesamte Prozess in einer sterilen Umgebung durchgeführt werden, es müssen keine zusätzlichen Hilfsstoffe hinzugefügt werden und sie kann auf die GMP-Produktion angewendet werden.

In der Kunststoffindustrie ist der Zusatz von Flammschutzmitteln ein wichtiger Schritt zur Verbesserung der Materialsicherheit. Durch die Verbesserung der Fließfähigkeit von Flammschutzpulvern können die Produktionseffizienz und die Produktqualität deutlich verbessert werden.

Hochfließfähige Flammschutzpulver wie YINSU Flame Retardant Antimonersatz T3sorgen für eine schnelle und gleichmäßige Verteilung im Kunststoffsubstrat während des Mischvorgangs. Dadurch wird ein 100-prozentiger Ersatz von Antimontrioxid in gleichen Mengen gewährleistet und gleichzeitig die Kosten effizient gesenkt. Dies trägt nicht nur dazu bei, den Energieverbrauch und die Zeit im Produktionsprozess zu reduzieren, sondern vermeidet auch eine Verschlechterung der Materialeigenschaften aufgrund einer ungleichmäßigen Verteilung. Darüber hinaus reduziert eine gute Fließfähigkeit das Anhaften und Verstopfen der Produktionsanlagen, wodurch die Lebensdauer der Anlagen verlängert und die Wartungskosten gesenkt werden.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Produkte der YINSU Flame Retardant Company durch die Optimierung der Fließfähigkeit flammhemmender Pulver die flammhemmenden Eigenschaften von Kunststoffmaterialien verbessern und gleichzeitig die hohe Effizienz und Wirtschaftlichkeit des Produktionsprozesses gewährleisten, was eine doppelte Garantie für Qualität und Sicherheit bietet von Kunststoffprodukten.