De lo estático a lo dinámico: cómo mejorar la fluidez de los polvos

De lo estático a lo dinámico: cómo mejorar la fluidez de los polvos

Con el rápido desarrollo de la nanotecnología, la fluidez del polvo se ha convertido en un punto de investigación emergente; como fenómeno físico muy complejo, ocupa una posición fundamental en muchos campos como el alimentario, el químico, el farmacéutico, etc. Por ejemplo, la producción de medicamentos. a menudo implica la dosificación precisa y la mezcla homogénea de una variedad de ingredientes, y si el medicamento en polvo tiene buena movilidad, podrá garantizar la consistencia y estabilidad de los ingredientes de cada lote de medicamentos durante el proceso de mezcla y reducir la calidad de los medicamentos debido a una composición desigual. Si el medicamento en polvo tiene buena fluidez, puede garantizar la consistencia y estabilidad de cada lote de medicamentos durante el proceso de mezcla, lo que reduce los problemas de calidad de los medicamentos causados ​​por una composición desigual; En la producción de pellets de plástico, una buena fluidez puede garantizar el buen progreso del proceso de moldeo por inyección o extrusión, evitando que los productos tengan espesores de pared desiguales, defectos superficiales y otros problemas de calidad. A continuación, presentaré la fluidez del polvo, los factores que lo afectan y las formas de tratarlo.

• ¿Qué es la fluidez del polvo?

La fluidez del polvo se refiere a las características de las partículas de polvo que fluyen en diferentes condiciones. El polvo como una clase especial de materiales, al mismo tiempo con dos tipos de características sólidas y líquidas, características sólidas para que pueda soportar una cierta cantidad de esfuerzo cortante, en un estado estacionario para mantener una forma fija. Cuando el esfuerzo cortante alcanza un cierto valor crítico, el polvo puede fluir como un líquido. Como parámetro importante en la producción industrial, la fluidez del polvo no solo afecta la eficiencia de producción y la calidad de los productos, sino que también se relaciona con el diseño de los parámetros estructurales del equipo de procesamiento de polvo y la selección de los parámetros del proceso.

• Factores que influyen

Hay muchos factores que afectan la fluidez de los polvos, incluido el tipo de partículas, el tamaño promedio de las partículas, la distribución del tamaño de las partículas, el contenido de humedad, la forma de las partículas, el área de superficie específica, la densidad, el tiempo de almacenamiento y las interacciones entre partículas. Éstos son sólo algunos elementos para que usted comprenda y reconozca.

1. Tamaño de partícula y distribución de tamaño.

El tamaño del polvo es la dimensión lineal que ocupa un tamaño de partícula en un rango espacial. La distribución del tamaño de las partículas es la cantidad de partículas dentro de un cierto rango de varios tamaños ordenados secuencialmente como un porcentaje de la población total de partículas y generalmente se presenta en forma de una tabla, gráfico o función simple. Cuando el tamaño de partícula es grande, los huecos entre las partículas son mayores, lo que hace que la fuerza de interacción entre las partículas sea más pequeña y el polvo fluya más fácilmente. Cuando el tamaño de partícula es pequeño, el área de superficie de las partículas es mayor y, como resultado, las fuerzas de interacción entre las partículas, como la fuerza de van der Waals y la fuerza electrostática, aumentarán, haciendo que las partículas sean menos móviles y propensas a formar aglomerados. aumentando la resistencia al flujo.

JLAmoros et al. con diferente distribución granulométrica de arena de cuarzo monodispersa como material, mediante la prueba de corte para estudiar la relación entre la cohesión entre las partículas y el tamaño de partícula y la estanqueidad del lecho, los resultados muestran que la cohesión con la estanqueidad aumenta y aumenta, con la Disminución del tamaño de las partículas y aumento. El coeficiente de fricción del lecho aumenta con el aumento de la compacidad del lecho y la relación depende del tamaño de las partículas.

2. Contenido de humedad del polvo

El contenido de agua en polvo se refiere a la cantidad de agua en el polvo. Cuando el contenido de agua del polvo es muy bajo, se adsorbe agua en su superficie, y esta agua adsorbida tiene poco efecto sobre la fluidez del polvo; con el aumento de agua, se forma una película de agua alrededor del agua adsorbida, en este momento, el No es fácil que se produzca un movimiento relativo entre partículas, lo que restringe el flujo de las partículas en su conjunto, y la fluidez del polvo se deteriora o incluso se pierde cuando el agua se aumenta a más que el agua de unión molecular máxima.

Xie Xiaoxu y otros. Moduló tres tipos de muestras de carbón, carbón Yanzhou, carbón mixto y carbón Datong, en diferentes contenidos de agua para realizar pruebas. Analizaron los efectos de los cambios en el contenido de agua en la función de flujo, la cohesión y el ángulo de fricción interna del polvo de carbón y concluyeron que: con el aumento del contenido de agua del polvo de carbón, la función de flujo del polvo de carbón disminuye y la fluidez empeora. ; la cohesión entre las partículas de polvo de carbón aumenta y es más fácil de aglomerar; y el coeficiente de fricción interna del polvo de carbón disminuye, lo que puede deberse a que después del aumento de agua entre las partículas de polvo de carbón, el agua estará presente en los cráteres de las superficies de las partículas o entre las partículas, y la lubricación Se producirá un efecto que hará que las partículas no fluyan bien. producen lubricación, de modo que la fricción entre las partículas se vuelve menor.

3. Morfología de las partículas

Cuando las partículas tienen forma regular, pueden deslizarse o rodar con mayor facilidad, menor resistencia, la movilidad suele ser mejor; Cuando la forma de las partículas es irregular, es fácil que se crucen entre sí, lo que provoca el bloqueo de la trayectoria del flujo, lo que empeora la movilidad. Por ejemplo, el área de superficie específica de las partículas esféricas es pequeña, los puntos de contacto entre las partículas son menores, la fuerza de interacción es más débil y la aglomeración del polvo no es fuerte; Si bien las partículas no esféricas generalmente tienen una superficie específica mayor, el número de puntos de contacto entre las partículas de polvo es mayor y la fuerza de Van der Waals, la fuerza electrostática y otras fuerzas entre las partículas aumentan dramáticamente, lo que hace que la fluidez de polvo peor.

Lac Haifeng estudió seis tipos de carbón y otras partículas de polvo (perlas de vidrio, FCC, arena amarilla, polvo de asfalto, partículas de cristal de sulfato de amonio, etc.) en la tolva de plexiglás debajo del material y en experimentos de movilidad con cizallamiento de Jenike, descubrió que las perlas de vidrio y las partículas con la morfología de la regularidad del mayor grado de esfericidad, la superficie de las partículas también es más suave, y las partículas de carbón son angulares, el borde de las partículas, las protuberancias en forma de dientes son obvias, el La forma de las reglas de la titulación es baja. Por tanto las partículas de polvo de carbón con más puntos de contacto entre sí son más cohesivas.

• Mejora de la fluidez del polvo.

Los métodos para mejorar la fluidez del polvo se pueden clasificar ampliamente en dos grupos: aumentando el tamaño de las partículas o mediante modificación de la superficie de las partículas.

1. Aditivos de flujo

Los aditivos fluidos pueden mejorar significativamente la fluidez de los polvos, evitando el fenómeno de aglomeración o endurecimiento, y su función principal es reducir la adhesión entre partículas. Al agregar aditivos de flujo, se puede aumentar la distancia de contacto entre partículas, reduciendo así las fuerzas de Van der Waals entre partículas. Se pueden agregar nanopartículas, tensioactivos y polímeros como aditivos de flujo para mejorar la fluidez de los polvos, de los cuales las nanopartículas se han utilizado durante un período de tiempo más largo. Durante el uso, las nanopartículas deben dispersarse en el sistema para cubrir la superficie de las partículas de polvo de manera uniforme, y la fuerte afinidad de las nanopartículas por las partículas de polvo les permite unirse firmemente entre sí. La adhesión de estos pequeños aglutinantes sobre la superficie de las partículas puede tener el efecto de mejorar la fluidez de las partículas.

2. Aumentar el tamaño de las partículas

El aumento del tamaño de las partículas de polvo se realiza principalmente aumentando la gravedad de las partículas, superando así fuerzas como la fricción entre partículas, para mejorar la fluidez del polvo. Tanto la aglomeración como la granulación se utilizan para describir el proceso de combinar muchas partículas pequeñas individuales para formar partículas grandes sin ningún cambio en las propiedades de las partículas pequeñas. Este proceso da como resultado que las partículas grandes tengan un tamaño de partícula mucho mayor que las partículas pequeñas originales, lo que puede tener el efecto de mejorar la fluidez del polvo. En el caso de productos lácteos en polvo, por ejemplo, el proceso de aglomeración se produce normalmente en una cámara de secado por pulverización o en un lecho fluidizado externo después del secado por pulverización. En la cámara de secado por aspersión, el tensioactivo y las partículas se aglomeran juntos para formar grandes grupos mediante aglomeración primaria de partículas húmedas o colisión de aglomeración secundaria de partículas húmedas y secas.

3. Optimización del proceso de cristalización.

Se cree ampliamente que la fluidez de los polvos se puede mejorar aumentando el tamaño de las partículas y, en el caso de las partículas cristalinas, en realidad es posible cambiar la forma y el tamaño de los cristales mediante cristalización para lograr una mejora de la fluidez. Este método puede combinar cristalización y granulación en una sola unidad y es sencillo de operar. Además, este método tiene muchas ventajas, como que todo el proceso puede realizarse en un ambiente estéril, no es necesario agregar excipientes adicionales y puede aplicarse a la producción GMP.

En la industria del plástico, la adición de retardantes de llama es un paso clave para mejorar la seguridad de los materiales. Al mejorar la fluidez de los polvos retardantes de llama, se puede mejorar significativamente la eficiencia de la producción y la calidad del producto.

Polvos retardantes de llama altamente fluidos, como el retardante de llama YINSU Reemplazo de Antimonio T3, asegura una dispersión rápida y uniforme en el sustrato plástico durante el proceso de mezcla. Esto garantiza la sustitución del 100% del trióxido de antimonio en cantidades iguales y, al mismo tiempo, reduce los costes de forma eficiente. Esto no sólo ayuda a reducir el consumo de energía y el tiempo en el proceso de producción, sino que también evita la degradación de las propiedades del material debido a una distribución desigual. Además, una buena fluidez reduce la adherencia y la obstrucción en los equipos de producción, lo que prolonga la vida útil del equipo y reduce los costos de mantenimiento.

En conclusión, al optimizar la fluidez de los polvos retardantes de llama, los productos de YINSU Flame Retardant Company mejoran las propiedades retardantes de llama de los materiales plásticos y al mismo tiempo aseguran la alta eficiencia y economía del proceso de producción, brindando una doble garantía de calidad y seguridad. de productos plásticos.