納米材料分散機,二氧化硅分散機,二氧化鈦分散機 ,碳納米管分散液分散機,納米氧化鋁分散液分散機,納米四氧化三鐵分散液分散機,高轉速高速分散機
納米材料分散機,二氧化硅分散機
分散是至少兩種互不相溶或者難以相溶且不發(fā)生化學反應的物質的混合過程。工業(yè)分散的目標是在連續(xù)相中實現(xiàn)“令人滿意的”精細分布。
納米材料的分散顆粒細化到納米級后,其表面積累了大量的正、負電荷,納米顆粒的形狀極不規(guī)則,這樣造成了電荷的聚集。納米顆粒表面原子比例隨著納米粒徑的降低而迅速增加,當降至1nm時,表面原子比例高達90%,原子幾乎全部集中到顆粒表面,處于高度活化狀態(tài),導致表面原子配位數(shù)不足和高表面能。納米顆粒具有很高的化學活性,表現(xiàn)出強烈的表面效應,很容易發(fā)生聚集而達到穩(wěn)定狀態(tài),從而團聚發(fā)生
*納米氧化物極易產(chǎn)生自身的團聚,使得應有的性能難以充分發(fā)揮。此外,納米氧化物的諸多奇異性能能否得到充分發(fā)揮,還取決于***大限度降低粉體與介質間的表面張力。因此,納米氧化物粉體必須均勻分散,充分打開其團聚體,才能發(fā)揮其應有的奇異性能。
納米材料的分散 目前,國內產(chǎn)品質量較好的企業(yè)使用的分散方式主要采取一步法的高速剪切分散,能基本滿足用戶的需要。由于我們行業(yè)的特點,有相當多的中小企業(yè)分散設備十分落后,分散時根本形成不了剪切力,只是一種攪拌,氣相二氧化硅在樹脂中根本形成不了網(wǎng)狀結構,從而無法發(fā)揮材料的性能。造成這種情況的主要原因① 尚未對分散的作用有正確的認識.許多生產(chǎn)商并未意識到分散的重要性;② 不知道對***終產(chǎn)品的品質如何評價,
分散方式
研磨分散:利用三輥機或多輥機的輥與輥速度的不同,將研磨料投入加料輥(后輥)和中輥之間的加料溝,二輥以不同速度內向旋轉,部分研磨料進入加料縫并受到強大的剪切作用,通過加料縫,研磨料被分為兩部分,一部分附加在加料輥上回到加料溝,另一部分由中輥帶到中輥和前輥之間的刮漆縫,在此又一次受到更強大的剪切力作用。經(jīng)過刮漆縫,研磨料又分成兩部分,一部分由前輥帶到gua刀處,落入刮漆盤,另一部分再回到加料溝,如此經(jīng)幾次循環(huán),可達到分散的目的。但用三輥機或多輥機進行處理效率低,能耗高,滿足不了大生產(chǎn)的需求。
◆ 球磨分散: 通過球磨機中磨球之間及磨球與缸體間相互滾撞作用,使接觸鋼球的粉體粒子被撞碎或磨碎,同時使混合物在球的空隙內受到高度湍動混合作用而被均勻地分散。
◆ 砂磨分散: 砂磨是球磨的外延。只不過研磨介質是用微細的珠或砂。砂磨機可連續(xù)進料,納米粉體的預混合漿通過圓筒時,在筒中受到激烈攪拌的砂粒所給予的猛烈的撞擊和剪切作用,使得納米氧化物能很好地分散在涂料中,分散后的漿離開砂粒研磨區(qū)通過出口篩,溢流排出,出口篩可擋住砂粒,并使其回到筒中。通過球磨機和砂磨機分散能取得較好的分散效果及物料細度,但球磨機和砂磨機同樣無法避免處理效率低,能耗高的缺點。
◆ 高剪切分散機: 高剪切分散機的核心部件是定子/轉子結構,轉子高速旋轉所產(chǎn)生的高切線速度和高頻機械效應帶來強勁的動能,使物料在定、轉子狹窄的間隙中受到強烈的機械剪切、液力剪切、離心擠壓、液層磨擦、撞擊撕裂和湍流等綜合作用,使不相溶的固相、液相、氣相在相應成熟工藝的條件下,瞬間均勻精細地分散,經(jīng)過高頻的循環(huán)往復,***終得到穩(wěn)定的高品質產(chǎn)品。與三輥機、球磨機、砂磨機相比,高剪切分散機具有效率高、能耗低等顯著優(yōu)點,是分散工藝的*。
納米材料的分散效果要提高懸浮液的穩(wěn)定性,分散相顆粒的粒徑應盡量細小。但應該指出,根據(jù)前人所做的大量研究發(fā)現(xiàn),隨著顆粒粒度的減小,雖然顆粒由重力引起的分離作用變?yōu)榇我囊蛩?,但是由于顆粒之間的間距減小,顆粒之間的結合力(范德華力等)起到了重要決定性作用。另外,當顆粒直徑小于某一細小尺寸時,此時,顆粒的布朗運動效應就不能忽略了,所以由于細小顆粒的布朗運動,而使得顆粒之間產(chǎn)生激烈地碰撞。若不加穩(wěn)定劑,這些情況都會導致顆粒團聚,對體系的穩(wěn)定是不利的。所以漿料的分散中,顆粒粒徑并非越細越好,要視漿料的特性而定。分散就是要根據(jù)物料的特性與特點,減小分散相顆粒的粒度,使其分布于一個較窄的尺寸范圍,并達到吸力與斥力的相互平衡,從而保證漿料體系的穩(wěn)定。
所以轉速和分散頭結構是影響分散的一個zui重要因素,超高速分散均質分散機的高轉速和剪切率對于獲得超細微懸浮液是zui重要的
影響分散乳化結果的因素有以下幾點
1 分散頭的形式(批次式和連續(xù)式)(連續(xù)式比批次好)
2 分散頭的剪切速率 (越大,效果越好)
3 分散頭的齒形結構(分為初齒,中齒,細齒,超細齒,約細齒效果越好)
4 物料在分散墻體的停留時間,乳化分散時間(可以看作同等的電機,流量越小,效果越好)
5 循環(huán)次數(shù)(越多,效果越好,到設備的期限,就不能再好)
線速度的計算
剪切速率的定義是兩表面之間液體層的相對速率。
– 剪切速率 (s-1) = v 速率 (m/s)
g 定-轉子 間距 (m)
由上可知,剪切速率取決于以下因素:
– 轉子的線速率
– 在這種請況下兩表面間的距離為轉子-定子 間距。
IKN 定-轉子的間距范圍為 0.2 ~ 0.4 mm
速率V= 3.14 X D(轉子直徑)X 轉速 RPM / 60