من ثابت إلى ديناميكي: كيفية تحسين سيولة المساحيق

من ثابت إلى ديناميكي: كيفية تحسين سيولة المساحيق

مع التطور السريع لتقنية النانو، أصبحت سيولة المسحوق نقطة بحثية ناشئة، باعتبارها ظاهرة فيزيائية معقدة للغاية، فهي تحتل موقعًا محوريًا في العديد من المجالات مثل الأغذية والكيميائية والصيدلانية وغيرها، على سبيل المثال، إنتاج الأدوية غالبًا ما يتضمن التناسب الدقيق والخلط المتجانس لمجموعة متنوعة من المكونات، وإذا كان مسحوق الدواء يتمتع بحركة جيدة، فسيكون قادرًا على ضمان اتساق واستقرار مكونات كل دفعة من الأدوية أثناء عملية الخلط، وتقليل نوعية الأدوية المستحقة إلى تكوين غير متساو. إذا كان مسحوق الدواء يتمتع بسيولة جيدة، فيمكنه ضمان اتساق واستقرار كل دفعة من الأدوية أثناء عملية الخلط، مما يقلل من مشاكل جودة الأدوية الناجمة عن التركيب غير المتساوي؛ في إنتاج الكريات البلاستيكية، يمكن أن تضمن السيولة الجيدة التقدم السلس لعملية التشكيل بالحقن أو البثق، مما يمنع المنتجات من سمك الجدار غير المتساوي وعيوب السطح ومشاكل الجودة الأخرى. وبعد ذلك سأقوم بالتعريف بسيولة المسحوق والعوامل المؤثرة فيه وطرق التعامل معه.

• ما هي سيولة المسحوق؟

تشير سيولة المسحوق إلى خصائص جزيئات المسحوق التي تتدفق تحت ظروف مختلفة. مسحوق كطبقة خاصة من المواد، في نفس الوقت مع نوعين من الخصائص الصلبة والسائلة، الخصائص الصلبة بحيث يمكن أن تحمل كمية معينة من إجهاد القص، في حالة ثابتة للحفاظ على شكل ثابت. عندما يصل إجهاد القص إلى قيمة حرجة معينة، يمكن للمسحوق أن يتدفق مثل السائل. كمعلمة مهمة في الإنتاج الصناعي، لا تؤثر سيولة المسحوق على كفاءة الإنتاج وجودة المنتجات فحسب، بل تتعلق أيضًا بتصميم المعلمات الهيكلية لمعدات معالجة المسحوق واختيار معلمات العملية.

• العوامل المؤثرة

هناك العديد من العوامل التي تؤثر على سيولة المساحيق، بما في ذلك نوع الجسيمات ومتوسط ​​حجم الجسيمات وتوزيع حجم الجسيمات ومحتوى الرطوبة وشكل الجسيمات ومساحة السطح المحددة والكثافة ووقت التخزين والتفاعلات بين الجسيمات. فيما يلي بعض العناصر التي يمكنك فهمها والتعرف عليها.

1. حجم الجسيمات وتوزيع الحجم

حجم المسحوق هو البعد الخطي الذي يشغله حجم الجسيمات في النطاق المكاني. توزيع حجم الجسيمات هو كمية الجسيمات الموجودة ضمن نطاق معين من عدد من الأحجام مرتبة تسلسلياً كنسبة مئوية من إجمالي عدد الجسيمات التي يتم تقديمها بشكل عام في شكل جدول أو رسم بياني أو دالة بسيطة. عندما يكون حجم الجسيمات كبيرًا، تكون الفراغات بين الجزيئات أكبر، مما يجعل قوة التفاعل بين الجزيئات أصغر ويسهل تدفق المسحوق. عندما يكون حجم الجسيمات صغيرًا، تكون مساحة سطح الجسيمات أكبر، ونتيجة لذلك سيتم تعزيز قوى التفاعل بين الجسيمات مثل قوة فان دير فال والقوة الكهروستاتيكية، مما يجعل الجسيمات أقل قدرة على الحركة وعرضة لتكوين تكتلات، زيادة مقاومة التدفق.

جلاموروس وآخرون. مع اختلاف التوزيع الحجمي الحبيبي لرمل الكوارتز أحادي التشتت كمادة، من خلال اختبار القص لدراسة العلاقة بين التماسك بين الحبيبات وحجم الحبيبات وضيق السرير، أظهرت النتائج أن التماسك مع الشد يزداد ويزداد، مع انخفاض في حجم الجسيمات وزيادة. ويزداد معامل احتكاك الطبقة مع زيادة ضغط الطبقة، وتعتمد العلاقة على حجم الجسيمات.

2. محتوى رطوبة المسحوق

يشير محتوى الماء المسحوق إلى كمية الماء الموجودة في المسحوق. عندما يكون محتوى الماء في المسحوق منخفضًا جدًا، يتم امتصاص الماء على سطحه، وهذا الماء الممتز ليس له تأثير يذكر على سيولة المسحوق، مع زيادة الماء، يتشكل الماء الفيلمي حول الماء الممتز، في هذا الوقت، ليس من السهل حدوث حركة نسبية بين الجزيئات، مما يقيد تدفق الجزيئات ككل، وتتدهور سيولة المسحوق أو حتى تفقد عند زيادة الماء إلى أكثر من الحد الأقصى للمياه الرابطة الجزيئية.

شيه شياو شيو وآخرون. تم تعديل ثلاثة أنواع من عينات الفحم، فحم يانتشو، والفحم المختلط، وفحم داتونغ، إلى محتوى مائي مختلف للاختبار. وقاموا بتحليل آثار التغيرات في محتوى الماء على وظيفة التدفق والتماسك وزاوية الاحتكاك الداخلي لمسحوق الفحم، وخلصوا إلى أنه: مع زيادة محتوى الماء في مسحوق الفحم، تنخفض وظيفة التدفق لمسحوق الفحم، وتصبح السيولة أسوأ. ; يصبح التماسك بين جزيئات مسحوق الفحم أكبر، ومن الأسهل أن يتم تكتله؛ وينخفض ​​معامل الاحتكاك الداخلي لمسحوق الفحم، وقد يرجع ذلك إلى أنه بعد زيادة الماء بين جزيئات مسحوق الفحم، سيكون الماء موجودا في فوهات أسطح الجسيمات أو بين الجزيئات، والتشحيم سيتم إنتاج التأثير، بحيث لا تتدفق الجزيئات بشكل جيد. إنتاج التشحيم، بحيث يصبح الاحتكاك بين الجزيئات أصغر.

3. مورفولوجيا الجسيمات

عندما يكون للجسيمات شكل منتظم، فإنها يمكن أن تنزلق أو تتدحرج بسهولة أكبر، وتكون المقاومة أقل، وعادةً ما تكون الحركة أفضل؛ عندما يكون شكل الجزيئات غير منتظم، فمن السهل أن تتقاطع مع بعضها البعض، مما يؤدي إلى انسداد مسار التدفق، مما يجعل الحركة أسوأ. على سبيل المثال، مساحة السطح المحددة للجزيئات الكروية صغيرة، ونقاط الاتصال بين الجزيئات أقل، وقوة التفاعل أضعف، وتكتل المسحوق ليس قويا؛ في حين أن الجسيمات غير الكروية بشكل عام لها مساحة سطح محددة أكبر، فإن عدد نقاط التلامس بين جزيئات المسحوق أكبر، وتزداد قوة فان دير فالس والقوة الكهروستاتيكية والقوى الأخرى بين الجسيمات بشكل كبير، مما يجعل سيولة مسحوق أسوأ.

درس لاك هايفنغ ستة أنواع من الفحم وجزيئات المسحوق الأخرى (الخرز الزجاجي، FCC، الرمال الصفراء، مسحوق الأسفلت، جزيئات بلورات كبريتات الأمونيوم، إلخ) في قادوس زجاجي تحت المادة وتجارب القص Jenike للتنقل، ووجد أن الخرز الزجاجي والجسيمات ذات شكل انتظامي ذو درجة أعلى من الكروية، كما أن سطح الجزيئات أكثر نعومة، وجزيئات الفحم زاويّة، حافة الجزيئات تشبه الأسنان المطبات واضحة، وشكل قواعد الدرجة منخفض. ولذلك فإن جزيئات غبار الفحم التي لها نقاط اتصال أكثر مع بعضها البعض تكون أكثر تماسكًا.

• تحسين سيولة المسحوق

يمكن تصنيف طرق تحسين سيولة المسحوق على نطاق واسع إلى مجموعتين: عن طريق زيادة حجم الجسيمات أو عن طريق تعديل سطح الجسيمات.

1. إضافات التدفق

يمكن لإضافات التدفق أن تحسن بشكل كبير سيولة المساحيق، وتجنب ظاهرة التكتل أو التصلب، وتتمثل وظيفتها الرئيسية في تقليل الالتصاق بين الجزيئات. عن طريق إضافة إضافات التدفق، يمكن زيادة مسافة الاتصال بين الجزيئات، وبالتالي تقليل قوى فان دير فالس بين الجزيئات. يمكن إضافة الجسيمات النانوية والمواد الخافضة للتوتر السطحي والبوليمرات كإضافات تدفق لتحسين قابلية تدفق المساحيق، والتي تم استخدام الجسيمات النانوية فيها لفترة أطول من الزمن. أثناء الاستخدام، تحتاج الجسيمات النانوية إلى أن تكون مشتتة في النظام من أجل تغطية سطح جزيئات المسحوق بشكل موحد، كما أن التقارب القوي للجسيمات النانوية مع جزيئات المسحوق يسمح لها بالارتباط بإحكام مع بعضها البعض. إن التصاق هذه المجلدات الصغيرة على سطح الجسيمات يمكن أن يكون له تأثير على تحسين قابلية تدفق الجسيمات.

2. زيادة حجم الجسيمات

تتم زيادة حجم جسيمات جزيئات المسحوق بشكل أساسي عن طريق زيادة جاذبية الجزيئات، وبالتالي التغلب على قوى مثل الاحتكاك بين الجسيمات، من أجل تحسين سيولة المسحوق. يتم استخدام كل من التكتل والتحبيب لوصف عملية دمج العديد من الجزيئات الصغيرة الفردية معًا لتكوين جزيئات كبيرة دون أي تغيير في خصائص الجزيئات الصغيرة. تؤدي هذه العملية إلى أن يكون للجسيمات الكبيرة حجم جسيمات أكبر بكثير من الجسيمات الصغيرة الأصلية، مما قد يكون له تأثير على تحسين سيولة المسحوق. في حالة مساحيق الألبان، على سبيل المثال، تتم عملية التكتل عادةً في غرفة التجفيف بالرش أو في طبقة مميعة خارجية بعد التجفيف بالرش. في غرفة التجفيف بالرش، يتم تجميع المادة الخافضة للتوتر السطحي والجسيمات معًا لتكوين مجموعات كبيرة عن طريق التكتل الأولي للجسيمات الرطبة أو تصادم التكتل الثانوي للجسيمات الرطبة والجافة.

3. تحسين عملية التبلور

من المعتقد على نطاق واسع أنه يمكن تحسين سيولة المساحيق عن طريق زيادة حجم الجزيئات، وفي حالة الجزيئات البلورية، فمن الممكن في الواقع تغيير شكل وحجم البلورات عن طريق التبلور من أجل تحقيق نتيجة أفضل. تحسين في التدفق. يمكن لهذه الطريقة أن تجمع بين التبلور والتحبيب في وحدة واحدة وهي سهلة التشغيل. بالإضافة إلى ذلك، تتمتع هذه الطريقة بالعديد من المزايا، مثل إمكانية تشغيل العملية بأكملها في بيئة معقمة، وعدم الحاجة إلى إضافة سواغات إضافية، ويمكن تطبيقها على إنتاج ممارسات التصنيع الجيدة.

وفي صناعة البلاستيك، تعد إضافة مثبطات اللهب خطوة أساسية في تحسين سلامة المواد. من خلال تحسين قابلية تدفق المساحيق المقاومة للهب، يمكن تحسين كفاءة الإنتاج وجودة المنتج بشكل كبير.

مساحيق مثبطات اللهب عالية التدفق، مثل YINSU Flame Retardant's استبدال الأنتيمون T3، ضمان التشتت السريع والموحد في الركيزة البلاستيكية أثناء عملية الخلط. وهذا يضمن استبدال ثالث أكسيد الأنتيمون بنسبة 100% بكميات متساوية وفي نفس الوقت تقليل التكاليف بكفاءة. وهذا لا يساعد فقط على تقليل استهلاك الطاقة والوقت في عملية الإنتاج، ولكن أيضًا يتجنب تدهور خصائص المواد بسبب التوزيع غير المتساوي. بالإضافة إلى ذلك، فإن التدفق الجيد يقلل من الالتصاق والانسداد في معدات الإنتاج، مما يطيل عمر المعدات ويقلل تكاليف الصيانة.

في الختام، من خلال تحسين سيولة المساحيق المقاومة للهب، تعمل منتجات شركة YINSU Flame Retardant على تحسين خصائص مثبطات اللهب للمواد البلاستيكية وفي نفس الوقت تضمن الكفاءة العالية والاقتصاد في عملية الإنتاج، مما يوفر ضمانًا مزدوجًا للجودة والسلامة. من المنتجات البلاستيكية.