Знаете ли вы секрет сыпучести сверхтонких порошков?

Пудра не является одной частицей, а представляет собой смесь частиц разной формы и размера. Порошок играет важную роль в фармацевтической, пищевой и химической промышленности. Обычно он относится к дисперсной системе, состоящей из твердых частиц и пустот. Размер частиц обычно составляет менее 1000 мкм. В машиностроении материалы, которые при нормальных условиях существуют в виде мелкого порошка, называются порошками. Сверхтонкие порошки обладают уникальными физическими свойствами, такими как текучесть, гигроскопичность, заполняемость, связность, заряд, высокая удельная площадь поверхности и низкая насыпная плотность. Текучесть имеет основополагающее значение для порошковой инженерии и связывает свойства частиц с единичными операциями в порошковой технологии, такими как хранение, подача, транспортировка и смешивание.

Факторы, влияющие на текучесть порошка

Свойства самого вещества (такие как размер частиц, форма, состояние поверхности, плотность и т. д.), а также температура и влажность окружающей среды определяют сыпучесть сверхтонких порошков.

Зернистость

Размер частиц относится к линейному измерению, занимаемому частицами в пространстве. Распределение размеров частиц относится к проценту частиц в определенном диапазоне размеров по отношению к общему количеству. Меньший размер частиц увеличивает удельную площадь поверхности, усиливая молекулярные и электростатические силы, которые влияют на поток порошка. Меньший размер частиц увеличивает тенденцию к адсорбции, агломерации и когезию, что приводит к большему углу естественного откоса и худшей сыпучести. Кроме того, более мелкие частицы с большей вероятностью образуют плотную упаковку, снижая проницаемость, увеличивая сжимаемость и ухудшая сыпучесть.

Форма

Даже если размер частиц одинаков, сверхтонкие порошки с разной формой имеют разную текучесть. Сферические частицы имеют наилучшую текучесть, поскольку их контактная площадь минимальна. Слоистые или разветвленные частицы с многочисленными плоскими точками контакта и нерегулярными сдвиговыми силами между частицами имеют плохую текучесть.

Взаимодействие порошка с частицами

Трение и сцепление между частицами влияют на текучесть порошка. Для частиц разного размера и формы трение и сцепление по-разному влияют на текучесть. Для более крупных частиц когезионные силы намного меньше объемных сил, поэтому текучесть в основном зависит от формы частиц. Порошки с шероховатой поверхностью или неправильной формой обычно имеют плохую текучесть. Для более мелких частиц когезионные силы преобладают над объемными силами, что делает текучесть в основном зависящей от когезии.

Температура

С ростом температуры текучесть порошка сначала увеличивается, а затем уменьшается. При низких температурах плотность частиц увеличивается с температурой. Однако при очень высоких температурах адгезия порошка увеличивается из-за воздействия тепла.

Влага

Как правило, при низком содержании влаги в порошке поверхность адсорбирует воду, и эта адсорбированная вода мало влияет на сыпучесть.
По мере увеличения влажности вокруг адсорбированной воды образуется тонкий слой воды, что затрудняет перемещение частиц относительно друг друга, ограничивая общий поток. Когда влажность превышает максимальное количество молекулярно связанной воды, текучесть порошка ухудшается и может быть даже утрачена.

Методы улучшения текучести порошка

Модификация поверхности порошком

Технология модификации — это процесс, который изменяет физико-химические свойства поверхностей или интерфейсов порошка, такие как атомная структура поверхности, функциональные группы, полярность и зарядовые свойства, для улучшения характеристик порошка.

Технология физической модификации в основном изменяет морфологию и размер частиц порошка, используя такие методы, как совместное измельчение и поверхностное покрытие. Поверхностное покрытие, также известное как технология поверхностного наслаивания или покрытия, соединяет модификаторы с частицами порошка посредством физических методов или сил Ван-дер-Ваальса, не вызывая химических реакций. Распространенные модификаторы включают диспергаторы, поверхностно-активные вещества, а типичные методы включают механическое измельчение, смешивание и осаждение порошка.
Химическая модификация подразумевает использование химических реакций между модификаторами и частицами порошка для эффективного изменения свойств порошка. Этот метод хорошо изучен в таких областях, как пищевые ингредиенты и традиционная китайская медицина.

Применение носителя

Выбирая подходящие носители или добавки для улучшения текучести на основе свойств порошка, можно улучшить гигроскопичность и текучесть. Добавление нужного количества добавки для улучшения текучести в порошок позволяет ему прикрепляться к поверхности, сглаживая неровности.
Это уменьшает трение между частицами, что в некоторой степени улучшает текучесть. Свойства носителя могут быть направлены на устранение дефектов одного носителя или средства для улучшения текучести.

Заключение

Порошок — это совокупность множества отдельных твердых частиц, особая форма твердого тела. Текучесть — это ключевой параметр порошка, который вызывает общую озабоченность во всех отраслях промышленности, напрямую влияя на эффективность производства и качество продукции. Измерение и улучшение текучести порошка имеет решающее значение для производственных процессов, транспортировки, хранения, заполнения, а также формования и взвешивания порошковых продуктов.

Эпический порошок

Epic Powder, более 20 лет опыта работы в отрасли сверхтонких порошков. Активно продвигаем будущее развитие сверхтонких порошков, уделяя особое внимание процессам дробления, измельчения, классификации и модификации сверхтонких порошков. Свяжитесь с нами для бесплатной консультации и индивидуальных решений! Наша команда экспертов стремится предоставлять высококачественные продукты и услуги для максимизации ценности вашей обработки порошков. Epic Powder — ваш надежный эксперт по обработке порошков!