La dispersibilité de poudre affecte directement sa stabilité, sa fluidité, sa mouillabilité et son uniformité dans les solvants. En fin de compte, elle détermine la qualité du produit. Autrement dit, la dispersion de la poudre a un impact direct sur la valeur applicative des matériaux en poudre.
Dispersion de poudre et dispersants
En raison de la grande surface spécifique et de l'énergie de surface des poudres ultrafines, les particules sont sujettes à l'agrégation et à l'agglomération lors de la préparation et du post-traitement. Cela forme des particules secondaires qui perdent leurs excellentes propriétés initiales.
Dans les matériaux en poudre, il existe des forces de Van der Waals entre les particules. Il existe également des forces de répulsion générées par la double couche électrique. Lorsque les forces de répulsion entre les particules dépassent les forces d'attraction, celles-ci se repoussent, ce qui provoque la dispersion de la poudre. Lorsque les forces d'attraction sont supérieures aux forces de répulsion, les particules se rapprochent et s'agglomèrent. Les agents dispersants sont des substances qui s'adsorbent à la surface des particules dispersées de manière directionnelle. Ils empêchent l'agrégation du milieu de dispersion et maintiennent l'activité de surface pendant un certain temps. Une partie de l'agent dispersant s'adsorbe à la surface de la poudre. Les segments à longue chaîne s'étendent dans le milieu de dispersion, favorisant ainsi la dispersion de la poudre.
Méthodes de dispersion physique des poudres
Méthode de dispersion mécanique
La dispersion mécanique est une méthode de dispersion physique. Elle utilise une force de cisaillement externe ou une force d'impact pour disperser les nanoparticules dans un milieu. Cette méthode utilise généralement des matériaux ordinaires. broyeurs à boulets, broyeurs à broches, turbo-broyeurs, ou agitateurs à grande vitesse de type cisaillement. L'état idéal est l'homogénéité microscopique. L'état ordinaire broyeur à billes Son efficacité de broyage est faible. Il est utilisé pour la dispersion secondaire des boues préalablement dispersées après décantation. Les broyeurs agités et les broyeurs planétaires sont plus efficaces. L'agitation est un processus d'homogénéisation des matériaux. Outre les effets physiques, elle peut impliquer chimique réactions, obtenant une homogénéité microscopique.
Cependant, toutes les méthodes de broyage à boulets présentent des inconvénients. Au cours du processus de broyage, des particules d'usure peuvent pénétrer dans la poudre. Ces particules deviennent des contaminants, ce qui affecte la pureté de la poudre et les performances du produit final.
Méthode de dispersion par ultrasons
Le mécanisme de dispersion ultrasonore repose sur la propagation des ultrasons dans le système de dispersion sous forme d'ondes stationnaires. Les particules de poudre subissent alors des étirements et des compressions périodiques. Les ultrasons peuvent également générer une cavitation dans le liquide, favorisant ainsi la dispersion des particules. Les températures et pressions élevées localisées, les ondes de choc et les microjets produits par la cavitation ultrasonore affaiblissent les forces interparticulaires, empêchant ainsi efficacement l'agglomération des particules. L'effet de dispersion des ultrasons dépend de leur fréquence et de leur puissance.
Méthode de dispersion électromagnétique
La méthode de dispersion électromagnétique utilise des tiges d'agitation ferromagnétiques. Ces tiges se déplacent dans le champ magnétique généré par une tension alternative. Cette méthode est moins efficace pour disperser les poudres ultrafines.
Méthode d'écoulement par impact
Cette méthode utilise des écoulements turbulents à haute pression et à grande vitesse, ainsi que des effets ultrasonores générés lors de la collision par impact. Cela favorise la dispersion des particules de poudre. La technique d'écoulement par impact est adaptée à la dispersion de poudres submicroniques.
Agents dispersants inorganiques
Les agents dispersants inorganiques les plus couramment utilisés sont les polyphosphates (comme l'hexamétaphosphate de sodium), les silicates et les carbonates. Le mécanisme de stabilité dispersive des agents dispersants inorganiques est la stabilisation électrostatique. Celle-ci implique l'adsorption physique, l'adsorption caractéristique ou l'adsorption spécifique d'ions. Ces méthodes confèrent aux particules des charges positives ou négatives. Cela augmente la répulsion électrostatique à la surface des particules et élève la barrière énergétique sur la courbe d'énergie potentielle. Par conséquent, les particules sont moins susceptibles de s'agglomérer lors du mouvement thermique ou brownien.
Conclusion
Dans la dispersion de poudres ultrafines, le choix d'un milieu de dispersion approprié est crucial. Ce milieu doit être basé sur les propriétés de surface des particules ultrafines. Le principe de base est que les particules apolaires se dispersent dans les liquides apolaires, tandis que les particules polaires se dispersent dans les liquides polaires. Le pH et la température du milieu de dispersion ont également un impact sur la dispersibilité. Ces facteurs constituent la base de l'étude de la dispersibilité des poudres et de la résolution des problèmes associés.
Poudre épique
Pour la dispersion de poudres ultrafines, les équipements de broyage de pointe d'Epic Powder jouent un rôle essentiel pour une dispersion optimale des particules. En combinant broyeurs à boulets, broyeurs à broches, turbobroyeurs et autres technologies de broyage spécialisées à haut rendement, Epic Powder garantit des particules finement broyées et bien dispersées. Le choix du milieu de dispersion, associé à la précision des procédés de broyage, a un impact direct sur la qualité et les performances du produit final. Forte de plus de 20 ans d'expertise dans le traitement des poudres, Epic Powder continue d'innover et propose des solutions sur mesure aux industries exigeant une dispersion de poudre uniforme et de haute qualité.