Du statique au dynamique : comment améliorer la fluidité des poudres

Du statique au dynamique : comment améliorer la fluidité des poudres

Avec le développement rapide des nanotechnologies, la fluidité des poudres est devenue un sujet émergent de recherche, en tant que phénomène physique très complexe, elle occupe une position charnière dans de nombreux domaines tels que l'alimentaire, la chimie, la pharmacie, etc. Par exemple, la production de médicaments implique souvent le dosage précis et le mélange homogène d'une variété d'ingrédients, et si la poudre de médicament a une bonne mobilité, elle pourra garantir la consistance et la stabilité des ingrédients de chaque lot de médicaments pendant le processus de mélange, et réduire la qualité des médicaments en raison de l'inégalité composition. Si la poudre de médicament a une bonne fluidité, elle peut garantir la consistance et la stabilité de chaque lot de médicaments pendant le processus de mélange, ce qui réduit les problèmes de qualité des médicaments causés par une composition inégale ; dans la production de granulés de plastique, une bonne fluidité peut garantir le bon déroulement du processus de moulage par injection ou par extrusion, évitant ainsi aux produits une épaisseur de paroi inégale, des défauts de surface et d'autres problèmes de qualité. Ensuite, je présenterai la fluidité de la poudre, les facteurs qui l'affectent et les moyens de la gérer.

• Qu'est-ce que la fluidité de la poudre ?

La fluidité de la poudre fait référence aux caractéristiques des particules de poudre circulant dans différentes conditions. La poudre est une classe spéciale de matériaux, en même temps que les deux types de caractéristiques solides et liquides, des caractéristiques solides lui permettant de supporter une certaine quantité de contrainte de cisaillement, dans un état stationnaire pour maintenir une forme fixe. Lorsque la contrainte de cisaillement atteint une certaine valeur critique, la poudre peut s'écouler comme un liquide. En tant que paramètre important dans la production industrielle, la fluidité de la poudre affecte non seulement l'efficacité de la production et la qualité des produits, mais concerne également la conception des paramètres structurels des équipements de traitement des poudres et la sélection des paramètres du processus.

• Facteurs d'influence

De nombreux facteurs affectent la fluidité des poudres, notamment le type de particules, la taille moyenne des particules, la distribution granulométrique, la teneur en humidité, la forme des particules, la surface spécifique, la densité, la durée de stockage et les interactions inter-particules. Voici quelques éléments que vous devez comprendre et reconnaître.

1. Taille des particules et distribution granulométrique

La taille de la poudre est la dimension linéaire occupée par une taille de particule dans une plage spatiale. La distribution granulométrique est la quantité de particules dans une certaine plage d'un certain nombre de tailles disposées séquentiellement en pourcentage de la population totale de particules. Elle est généralement donnée sous la forme d'un simple tableau, graphique ou fonction. Lorsque la taille des particules est grande, les vides entre les particules sont plus grands, ce qui rend la force d'interaction entre les particules plus petite et la poudre plus facile à s'écouler. Lorsque la taille des particules est petite, la surface des particules est plus grande et les forces d'interaction entre les particules telles que la force de Van der Waals et la force électrostatique seront renforcées, rendant les particules moins mobiles et sujettes à former des agglomérats. augmentant la résistance à l'écoulement.

JLAmoros et al. avec une distribution granulométrique différente du sable de quartz monodispersé comme matériau, grâce à l'essai de cisaillement pour étudier la relation entre la cohésion entre les particules et la taille des particules et l'étanchéité du lit, les résultats montrent que la cohésion avec l'étanchéité de l'augmentation et de l'augmentation, avec le diminution de la taille des particules et augmentation. Le coefficient de frottement du lit augmente avec l'augmentation de la compacité du lit et la relation dépend de la taille des particules.

2. Teneur en humidité de la poudre

La teneur en eau de la poudre fait référence à la quantité d'eau contenue dans la poudre. Lorsque la teneur en eau de la poudre est très faible, l'eau est adsorbée à sa surface, et cette eau adsorbée a peu d'effet sur la fluidité de la poudre, avec l'augmentation de l'eau, un film d'eau se forme autour de l'eau adsorbée, à ce moment, le le mouvement relatif entre les particules n'est pas facile à se produire, ce qui limite l'écoulement des particules dans leur ensemble, et la fluidité de la poudre se détériore ou même perd lorsque l'eau augmente au-delà de la quantité maximale d'eau de liaison moléculaire.

Xie Xiaoxu et coll. a modulé trois types d'échantillons de charbon, le charbon de Yanzhou, le charbon mélangé et le charbon de Datong, en différentes teneurs en eau pour les tests. Ils ont analysé les effets des changements de teneur en eau sur la fonction d'écoulement, la cohésion et l'angle de frottement interne de la poudre de charbon, et ont conclu que : avec l'augmentation de la teneur en eau de la poudre de charbon, la fonction d'écoulement de la poudre de charbon diminue et la fluidité s'aggrave. ; la cohésion entre les particules de poudre de charbon devient plus grande et il est plus facile de s'agglomérer ; et le coefficient de frottement interne de la poudre de charbon diminue, ce qui peut être dû au fait qu'après l'augmentation de l'eau entre les particules de poudre de charbon, l'eau sera présente dans les cratères des surfaces des particules ou entre les particules, et la lubrification Un effet sera produit, de sorte que les particules ne circuleront pas bien. produire une lubrification, de sorte que la friction entre les particules diminue.

3. Morphologie des particules

Lorsque les particules ont une forme régulière, elles peuvent glisser ou rouler plus facilement, moins de résistance, la mobilité est généralement meilleure ; lorsque la forme des particules est irrégulière, elles se croisent facilement, ce qui entraîne un blocage du chemin d'écoulement, aggravant la mobilité. Par exemple, la surface spécifique des particules sphériques est petite, les points de contact entre les particules sont moins nombreux, la force d'interaction est plus faible et l'agglomération de poudre n'est pas forte ; alors que les particules non sphériques ont généralement une surface spécifique plus grande, le nombre de points de contact entre les particules de poudre est plus grand et la force de Van der Waals, la force électrostatique et les autres forces entre les particules sont considérablement augmentées, ce qui rend la fluidité de poudre pire.

Lac Haifeng a étudié six types de particules de charbon et d'autres particules de poudre (billes de verre, FCC, sable jaune, poudre d'asphalte, particules de cristaux de sulfate d'ammonium, etc.) dans la trémie de plexiglas sous le matériau et des expériences de mobilité par cisaillement Jenike ont révélé que les billes de verre et des particules avec la morphologie de la régularité du degré de sphéricité le plus élevé, la surface des particules est également plus lisse, et les particules de charbon sont angulaires, le bord des particules, les bosses en forme de dents sont évidentes, la forme du les règles du diplôme sont faibles. Par conséquent, les particules de poussière de charbon ayant plus de points de contact les unes avec les autres sont plus cohésives.

• Amélioration de la fluidité de la poudre

Les méthodes permettant d'améliorer la fluidité de la poudre peuvent être globalement classées en deux groupes : en augmentant la taille des particules ou en modifiant la surface des particules.

1. Additifs d'écoulement

Les additifs d'écoulement peuvent améliorer considérablement la fluidité des poudres, en évitant le phénomène d'agglomération ou de durcissement, et leur fonction principale est de réduire l'adhésion entre les particules. En ajoutant des additifs d'écoulement, la distance de contact entre les particules peut être augmentée, réduisant ainsi les forces de Van der Waals entre les particules. Des nanoparticules, des tensioactifs et des polymères peuvent être ajoutés comme additifs d'écoulement pour améliorer la fluidité des poudres, dont les nanoparticules sont utilisées depuis plus longtemps. Pendant l'utilisation, les nanoparticules doivent être dispersées dans le système afin de couvrir uniformément la surface des particules de poudre, et la forte affinité des nanoparticules pour les particules de poudre leur permet de se lier étroitement les unes aux autres. L'adhésion de ces petits liants à la surface des particules peut avoir pour effet d'améliorer la coulabilité des particules.

2. Augmenter la taille des particules

L'augmentation de la taille des particules de poudre se fait principalement en augmentant la gravité des particules, surmontant ainsi des forces telles que le frottement inter-particules, afin d'améliorer la fluidité de la poudre. L'agglomération et la granulation sont utilisées pour décrire le processus de combinaison de nombreuses petites particules individuelles pour former de grosses particules sans aucun changement dans les propriétés des petites particules. Ce processus donne aux grosses particules une taille de particule beaucoup plus grande que les petites particules d'origine, ce qui peut avoir pour effet d'améliorer la fluidité de la poudre. Dans le cas des poudres laitières, par exemple, le processus d'agglomération se produit généralement dans une chambre de séchage par pulvérisation ou dans un lit fluidisé externe après séchage par pulvérisation. Dans la chambre de séchage par pulvérisation, le tensioactif et les particules sont agglomérés ensemble pour former de grands amas par agglomération primaire de particules humides ou collision d'agglomération secondaire de particules humides et sèches.

3. Optimisation du processus de cristallisation

Il est largement admis que la fluidité des poudres peut être améliorée en augmentant la taille des particules, et dans le cas de particules cristallines, il est en fait possible de modifier la forme et la taille des cristaux par cristallisation afin d'obtenir une amélioration de la fluidité. Cette méthode peut combiner cristallisation et granulation en une seule unité et est simple à mettre en œuvre. De plus, cette méthode présente de nombreux avantages, tels que l’ensemble du processus peut être opéré dans un environnement stérile, aucun excipient supplémentaire n’a besoin d’être ajouté et elle peut être appliquée à la production GMP.

Dans l’industrie du plastique, l’ajout de retardateurs de flamme constitue une étape clé pour améliorer la sécurité des matériaux. En améliorant la fluidité des poudres ignifuges, l’efficacité de la production et la qualité du produit peuvent être considérablement améliorées.

Poudres ignifuges très fluides, telles que les retardateurs de flamme YINSU Remplacement de l'antimoine T3, assurent une dispersion rapide et uniforme dans le substrat plastique pendant le processus de mélange. Cela garantit le remplacement à 100 % du trioxyde d’antimoine en quantités égales tout en réduisant efficacement les coûts. Cela permet non seulement de réduire la consommation d'énergie et la durée du processus de production, mais évite également la dégradation des propriétés matérielles due à une répartition inégale. De plus, une bonne fluidité réduit l’adhérence et le colmatage des équipements de production, prolongeant ainsi la durée de vie des équipements et réduisant les coûts de maintenance.

En conclusion, en optimisant la fluidité des poudres ignifuges, les produits de YINSU Flame Retardant Company améliorent les propriétés ignifuges des matières plastiques et assurent en même temps la haute efficacité et l'économie du processus de production, offrant une double garantie de qualité et de sécurité. de produits en plastique.