Павярхоўна-актыўныя рэчывы істотна ўплываюць на агламерацыйныя паводзіны парашокЯны змяняюць уласцівасці міжфазнай паверхні, баланс сіл і асяроддзе вакол часціц парашка. Канкрэтны механізм можна падзяліць на пяць аспектаў:
Мадыфікацыя адсорбцыі і зніжэнне павярхоўнай энергіі
Павярхоўна-актыўныя рэчывы адсарбуюцца на паверхнях парашка. Гэта зніжае павярхоўную энергію і падаўляе парашок агламерацыя. Механізмы ўключаюць:
Гідрафобнае групавое мацаванне: Гідрафобныя групы звязваюцца з паверхняй. Гідрафільныя групы арыентуюцца ў бок асяроддзя. Гэта ўтварае накіраваны адсарбцыйны пласт. Гэта памяншае ван-дэр-ваальсавае прыцягненне паміж часціцамі.
Рэгуляванне платы: Іённыя павярхоўна-актыўныя рэчывы (напрыклад, SDS) зараджаюць паверхню парашка. Гэта ўзмацняе электрастатычнае адштурхванне. Напрыклад, аніённыя павярхоўна-актыўныя рэчывы павялічваюць дзета-патэнцыял ультратонкіх карбанат кальцыяГэта ўзмацняе сілы адштурхвання паміж часціцамі.
Аптымізацыя змочвання паверхні: Неіённыя павярхоўна-актыўныя рэчывы (напрыклад, PEG, Tw-80) адсарбуюцца праз вадародныя сувязі. Яны ўтвараюць гідрафільны ахоўны пласт. Гэта паляпшае змочвальнасць парашка ў вадкай фазе. Гэта памяншае капілярныя сілы падчас высыхання і прадухіляе цвёрдую агламерацыю.
Стэрычная перашкода і стабілізацыя міцэлы
Палімерны ланцуговы бар'ер: Палімерныя павярхоўна-актыўныя рэчывы (напрыклад, ПВА) утвараюць на паверхні падоўжаныя ланцугі. Гэтыя ланцугі перашкаджаюць збліжэнню часціц праз энтрапічнае адштурхванне.
Інкапсуляцыя міцэл: Калі канцэнтрацыя павярхоўна-актыўнага рэчыва перавышае крытычную канцэнтрацыю міцэл (ККМ), утвараюцца міцэлы. Гэтыя міцэлы інкапсулююць часціцы, ізалюючы іх. Гэта прадухіляе непасрэдны кантакт. Напрыклад, міцэлы ў мікраэмульсійных метадах абмяжоўваюць рост наначасціц і прадухіляюць агламерацыю.
Падаўленне капілярных сіл падчас сушкі
Падчас высыхання павярхоўна-актыўныя рэчывы памяншаюць агламерацыю, выкліканую вадкімі масткамі. Механізмы ўключаюць:
Рэгуляванне структуры пор: Павярхоўна-актыўныя рэчывы адсарбуюцца на ўнутраных паверхнях пор парашка. Яны змяняюць структуру пор і размеркаванне памераў. Гэта зніжае капілярны ціск. Эксперыменты паказваюць, што павярхоўна-актыўныя рэчывы робяць размеркаванне памераў пор парашкоў гідраксіду алюмінію больш раўнамерным. Гэта памяншае капілярныя сілы і памяншае агламерацыю.
Замена растваральніка: Непалярныя павярхоўна-актыўныя рэчывы (напрыклад, тэрт-бутанол) замяшчаюць малекулы вады. Гэта памяншае вадародныя сувязі. Пасля вакуумнай сублімацыйнай сушкі дысперсія парашка можа дасягнуць 91,21 TP3T.
Эфекты, спецыфічныя для тыпу і структуры
Розныя павярхоўна-актыўныя рэчывы маюць істотна розны інгібіруючы эфект на агламерацыю з-за адрозненняў у хімічны структура:
| Тып | Тыповыя рэчывы | Функцыянальныя характарыстыкі | Прыдатныя сцэнарыі |
| Аніённы | SDS, дадэцылсульфат натрыю | Паляпшае электрастатычнае адштурхванне, падыходзіць для водных сістэм. Празмернае выкарыстанне можа пагоршыць агламерацыю з-за ўздзеяння электраліта. | Карбанат кальцыю, керамічная суспензія |
| Неіённыя | ПЭГ, TW-80 | Стэрычныя перашкоды з'яўляюцца асноўным фактарам, устойлівасць да кіслот і шчолачаў: высокая стабільнасць адсарбцыі пры высокай тэмпературы | Высокатэмпературная сушка, біясумяшчальная сістэма |
| Катыённы | ЦТАБ | Лёгка адсарбуе адмоўна зараджаныя часціцы, але можа выклікаць флокуляцыю з-за нейтралізацыі зарада | Спецыяльны аксідны парашок (напрыклад, YMn:O:) |
| Складаная сістэма | SDS+PEG | Сінергічны эфект: падвойная стабільнасць электрастатычных і стэрычных перашкод, а таксама эфект дысперсіі лепшы, чым у аднаго кампанента. | Суспензія з высокім утрыманнем цвёрдых рэчываў, паўторнае дысперсійнае распыленне нанапарашка |
Напрыклад, гідраксіапатыт (ГАП), мадыфікаваны цытрынавай кіслатой (хелатуючым агентам), утварае сферычныя аднастайныя часціцы, у той час як нонілфенолполіаксіэтыленавы эфір зніжае стабільнасць ГАП.
Дынамічнае кіраванне працэсамі і адаптыўнасць працэсаў
Падбор хуткасці сушкі: Хуткасць міграцыі павярхоўна-актыўных рэчываў павінна адпавядаць хуткасці высыхання. Падчас хуткага высыхання змочвальныя агенты (напрыклад, алкіндыёл) могуць спрыяць раўнамернаму размеркаванню на мяжы часціц.
Экалагічная рэакцыя: Павярхоўна-актыўныя рэчывы, адчувальныя да pH (напрыклад, поліакрыламід), пратануюцца і губляюць эфектыўнасць у кіслым асяроддзі. Для сумяшчальнасці неабходныя буферы pH.
Стратэгіі аптымізацыі і ключавыя параметры
Аснова інгібіравання агламерацыі парашка павярхоўна-актыўнымі рэчывамі заключаецца ў зніжэнні павярхоўнай энергіі, увядзенні сіл адштурхвання і рэгуляванні структуры інтэрфейсу. У практычным прымяненні неабходна ўлічваць наступныя фактары:
Падбор: выбірайце павярхоўна-актыўныя рэчывы з адпаведнымі значэннямі HLB у залежнасці ад палярнасці парашка (гідрафільны/гідрафобны).
Кантроль канцэнтрацыі: для ўтварэння міцэл канцэнтрацыя павярхоўна-актыўнага рэчыва павінна перавышаць ККМ. Аднак лішак павярхоўна-актыўнага рэчыва можа прывесці да флокуляцыі масткоў (напрыклад, палімерныя дысперсанты).
Сінергія працэсу: Спалучайце з ультрагукавой дысперсіяй і агентамі супраць злежвання (напрыклад, нана-SiO₂) для паляпшэння паўторнай дысперснасці.
Спалучэнне аніённых і неіённых павярхоўна-актыўных рэчываў можа стварыць сінергічны эфект, ураўнаважваючы як электрастатычную, так і стэрычную стабільнасць. Гэты падыход з'яўляецца эфектыўным рашэннем для пераадолення цяжкасцей паўторнага дысперсавання ультратонкіх парашкоў (напрыклад, нана-карбаната кальцыя, тытаната барыю) пасля сушкі.
Эпічны парашок
Epic Powder, больш за 20 гадоў вопыту працы ў галіне ультратонкіх парашкоў. Актыўна садзейнічаем будучым распрацоўкам ультратонкіх парашкоў, засяроджваючыся на працэсах драбнення, здрабнення, класіфікацыі і мадыфікацыі ультратонкіх парашкоў. Звяжыцеся з намі для бясплатнай кансультацыі і індывідуальных рашэнняў! Наша каманда экспертаў імкнецца прадастаўляць высакаякасныя прадукты і паслугі для максімальнага павелічэння каштоўнасці вашай апрацоўкі парашкоў. Epic Powder — ваш надзейны эксперт па апрацоўцы парашкоў!