Connaissez-vous le secret de la fluidité des poudres superfines ?

Poudre Il ne s'agit pas d'une particule unique, mais d'un mélange de particules de formes et de tailles différentes. La poudre joue un rôle essentiel dans les industries pharmaceutique, agroalimentaire et chimique. Elle désigne généralement un système dispersé composé de particules solides et de vides. La taille des particules est généralement inférieure à 1 000 µm. En ingénierie, les matériaux qui se présentent sous forme de poudre fine dans des conditions normales sont appelés poudres. Poudres superfines Ils possèdent des propriétés physiques uniques, telles que la fluidité, l'hygroscopicité, la capacité de remplissage, la cohésion, la charge, une surface spécifique élevée et une faible masse volumique apparente. La fluidité est fondamentale pour l'ingénierie des poudres et relie les propriétés des particules aux opérations unitaires de la technologie des poudres, telles que le stockage, l'alimentation, le transport et le mélange.

Facteurs affectant la fluidité de la poudre

Les propriétés de la substance elle-même (telles que la taille des particules, la forme, l'état de surface, la densité, etc.) ainsi que la température et l'humidité de l'environnement déterminent la fluidité des poudres superfines.

Granularité

La granulométrie désigne la dimension linéaire occupée par les particules dans l'espace. La distribution granulométrique désigne le pourcentage de particules d'une certaine taille par rapport à la quantité totale. Une granulométrie plus petite augmente la surface spécifique, ce qui renforce les forces moléculaires et électrostatiques, qui affectent l'écoulement de la poudre. Une granulométrie plus petite augmente la tendance à l'adsorption, à l'agglomération et à la cohésion, ce qui entraîne un angle de talus plus grand et une fluidité plus faible. De plus, les particules plus petites sont plus susceptibles de former un empilement dense, réduisant la perméabilité, augmentant la compressibilité et dégradant la fluidité.

Formulaire

Même à granulométrie identique, les poudres ultrafines de formes différentes présentent une fluidité différente. Les particules sphériques offrent la meilleure fluidité, car leur surface de contact est minimale. Les particules floconneuses ou ramifiées, présentant de nombreux points de contact plats et des forces de cisaillement irrégulières entre elles, présentent une fluidité médiocre.

Interaction poudre-particule

La friction et la cohésion entre les particules affectent la fluidité des poudres. Selon la taille et la forme des particules, la friction et la cohésion ont un impact différent sur la fluidité. Pour les particules plus grosses, les forces de cohésion sont bien inférieures aux forces volumiques ; la fluidité dépend donc principalement de la forme des particules. Les poudres à surface rugueuse ou de forme irrégulière ont généralement une faible fluidité. Pour les particules plus petites, les forces de cohésion dominent les forces volumiques, ce qui fait que la fluidité dépend principalement de la cohésion.

Température

À mesure que la température augmente, la fluidité de la poudre augmente d'abord, puis diminue. À basse température, la densité des particules augmente avec la température. En revanche, à très haute température, l'adhérence de la poudre augmente sous l'effet de la chaleur.

Humidité

En général, lorsque la teneur en humidité de la poudre est faible, la surface adsorbe l'eau, et cette eau adsorbée a peu d'effet sur la fluidité.
À mesure que l'humidité augmente, une fine couche d'eau se forme autour de l'eau adsorbée, ce qui rend difficile le mouvement des particules les unes par rapport aux autres et limite l'écoulement global. Lorsque l'humidité dépasse la limite maximale d'eau liée aux molécules, la fluidité de la poudre se dégrade, voire disparaît.

Méthodes pour améliorer la fluidité des poudres

Modification de la surface de la poudre

La technologie de modification est un processus qui modifie les propriétés physico-chimiques des surfaces ou interfaces de poudre, telles que la structure atomique de surface, les groupes fonctionnels, la polarité et les propriétés de charge, pour améliorer les performances de la poudre.

La technologie de modification physique modifie principalement la morphologie et la taille des particules de poudre, grâce à des méthodes telles que le co-broyage et le revêtement de surface. Le revêtement de surface, également appelé stratification ou technologie de revêtement, lie les modificateurs aux particules de poudre par des méthodes physiques ou des forces de Van der Waals, sans déclencher de réactions chimiques. Les modificateurs courants comprennent les dispersants et les tensioactifs, et les méthodes classiques incluent le broyage mécanique, le mélange et le dépôt de poudre.
La modification chimique consiste à utiliser des réactions chimiques entre des modificateurs et des particules de poudre pour modifier efficacement les propriétés de la poudre. Cette méthode est largement étudiée dans des domaines tels que les ingrédients alimentaires et la médecine traditionnelle chinoise.

Demande de transporteur

En sélectionnant des supports ou des agents d'écoulement adaptés aux propriétés de la poudre, vous pouvez améliorer l'hygroscopicité et la fluidité. L'ajout de la bonne quantité d'agent d'écoulement à la poudre lui permet de se fixer à la surface et de lisser les aspérités.
Cela réduit la friction entre les particules, ce qui améliore quelque peu la fluidité. Les propriétés du support peuvent être ciblées pour corriger les défauts d'un support ou d'un agent d'écoulement unique.

Conclusion

La poudre est un assemblage de nombreuses particules solides individuelles, une forme particulière de solide. La fluidité est un paramètre clé de la poudre, une préoccupation commune à tous les secteurs industriels, affectant directement l'efficacité de la production et la qualité des produits. Mesurer et améliorer la fluidité de la poudre est crucial pour les processus de production, le transport, le stockage, le remplissage, ainsi que le façonnage et le pesage des produits en poudre.

Poudre épique

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