Дисперсность пудра Дисперсность порошка напрямую влияет на его стабильность, текучесть, смачиваемость и однородность в растворителях. В конечном счёте, она определяет качество продукта. Другими словами, дисперсность порошка напрямую влияет на его практическую ценность.
Порошковая дисперсия и диспергаторы
Из-за большой удельной поверхности и поверхностной энергии ультрадисперсных порошков частицы склонны к агрегации и агломерации в процессе приготовления и последующей обработки. Это приводит к образованию вторичных частиц, которые теряют первоначальные превосходные свойства ультрадисперсных частиц.
В порошковых материалах между частицами действуют силы Ван-дер-Ваальса. Также существуют силы отталкивания, создаваемые двойным электрическим слоем. Когда силы отталкивания между частицами превышают силы притяжения, частицы отталкиваются друг от друга. Это приводит к диспергированию порошка. Когда силы притяжения превышают силы отталкивания, частицы сближаются и агломерируются. Диспергаторы – это вещества, направленно адсорбирующиеся на поверхности дисперсных частиц. Они препятствуют агрегации дисперсионной среды и сохраняют поверхностную активность в течение определённого времени. Часть диспергатора адсорбируется на поверхности порошка. Длинноцепочечные сегменты расширяются в дисперсионной среде, эффективно способствуя диспергированию порошка.
Физические методы диспергирования порошков
Метод механического диспергирования
Механическое диспергирование — это физический метод диспергирования. Он использует внешнюю сдвиговую или ударную силу для диспергирования наночастиц в среде. Этот метод обычно использует обычные шаровые мельницы, штифтовые мельницы, турбомельницыили высокоскоростные мешалки сдвигового типа. Идеальное состояние — микроскопическая однородность. Обычный шаровая мельница Имеет низкую эффективность измельчения. Используется для вторичного диспергирования ранее диспергированных пульп после отстаивания. Более эффективны перемешивающие и планетарные мельницы. Перемешивание — это процесс гомогенизации материалов. Помимо физических эффектов, оно может включать: химический реакции, достигающие микроскопической однородности.
Однако все методы шарового измельчения имеют свои недостатки. В процессе измельчения в порошок могут попадать частицы износа, которые становятся загрязняющими веществами. Это влияет на чистоту порошка и эксплуатационные характеристики конечного продукта.
Метод ультразвуковой дисперсии
Механизм ультразвуковой дисперсии заключается в том, что ультразвук распространяется в дисперсионной системе в виде стоячих волн. Это вызывает периодическое растяжение и сжатие частиц порошка. Ультразвук также может вызывать кавитацию в жидкости, что способствует диспергированию частиц. Локализованные высокие температуры, высокое давление, ударные волны и микроструи, создаваемые ультразвуковой кавитацией, ослабляют силы взаимодействия между частицами. Это эффективно предотвращает агломерацию частиц. Диспергирующий эффект ультразвука зависит от частоты и мощности ультразвука.
Метод электромагнитной дисперсии
Метод электромагнитного диспергирования использует ферромагнитные перемешивающие стержни. Эти стержни движутся в магнитном поле, создаваемом переменным напряжением. Этот метод менее эффективен для диспергирования ультрадисперсных порошков.
Метод ударного потока
Этот метод использует турбулентные потоки высокого давления и высокой скорости, а также ультразвуковые эффекты, возникающие в процессе ударного соударения. Это способствует диспергированию частиц порошка. Метод ударного потока подходит для диспергирования порошков субмикронного уровня.
Неорганические диспергирующие агенты
Наиболее часто используемыми неорганическими диспергаторами являются полифосфаты (например, гексаметафосфат натрия), силикаты и карбонаты. Механизм диспергирующей устойчивости неорганических диспергаторов основан на электростатической стабилизации. Она включает физическую адсорбцию, характеристическую адсорбцию или ионспецифическую адсорбцию. Эти методы придают частицам положительный или отрицательный заряд. Это увеличивает электростатическое отталкивание на поверхности частиц. Это повышает энергетический барьер на кривой потенциальной энергии. В результате частицы менее склонны к агломерации при тепловом или броуновском движении.
Заключение
При диспергировании ультрадисперсных порошков решающее значение имеет выбор подходящей диспергирующей среды. Среда должна быть основана на поверхностных свойствах ультрадисперсных частиц. Основной принцип заключается в том, что неполярные частицы диспергируются в неполярных жидкостях, а полярные – в полярных. Значение pH и температура диспергирующей среды также влияют на диспергируемость. Эти факторы лежат в основе изучения диспергируемости порошков и решения связанных с ней задач.
Эпический порошок
При диспергировании ультратонких порошков передовое измельчающее оборудование Epic Powder играет решающую роль в достижении оптимальной дисперсности частиц. Сочетая высокоэффективные шаровые, штифтовые, турбомельницы и другие специализированные технологии измельчения, Epic Powder обеспечивает тонкое измельчение и равномерное распределение частиц. Выбор диспергирующей среды, а также точность процесса измельчения напрямую влияют на качество и эксплуатационные характеристики конечного продукта. Обладая более чем 20-летним опытом в области обработки порошков, Epic Powder продолжает разрабатывать инновации, предлагая индивидуальные решения для отраслей, которым требуется высококачественная и равномерная дисперсия порошков.