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微粉、納米粉、超細(xì)粉怎樣混合均勻

一、問題的提出

隨著中國(guó)科技的發(fā)展，新材料研究日新月異，需要新材料都有一個(gè)共同的特點(diǎn)就是越來(lái)越精細(xì)化，即粉體粒度越來(lái)越小，甚至到納米級(jí)水平。粉體精細(xì)化達(dá)到一定程度，其單個(gè)顆粒的重力束縛就變微乎其微了，一旦有運(yùn)動(dòng)擾動(dòng)就能克服重力束縛漂浮起來(lái)。像超輕粉一樣給均勻混合帶來(lái)困難。

二、超細(xì)粉定義

超細(xì)粉通常是指：1000目以上或2000目以上的粉體
或者用粒徑表示：15µm（微米）以下的粉末
超細(xì)粉的特性：
1、漂浮性：因?yàn)榉勰┘?xì)小到一定程度就具有運(yùn)動(dòng)漂浮性，與超輕粉的漂浮特性近似，均勻混合十分困難；

上圖是3000目涂料粉體在自由落體時(shí)產(chǎn)生的激蕩漂浮現(xiàn)象
2、粉體的顆粒數(shù)量激增：?jiǎn)挝惑w積內(nèi)粉末粒徑越小其粉末顆粒的數(shù)量就越多（幾何數(shù)量激增），粉末顆粒的數(shù)量越多其混合任務(wù)則會(huì)加大。例如在一立方厘米的容積內(nèi)可放1000個(gè)粒徑為1mm的顆粒，可放1，000，000個(gè)粒徑為0.1mm的顆粒，可見粒徑變化10倍粉末數(shù)量變化1000倍。一百萬(wàn)個(gè)0.1mm的顆粒混合任務(wù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一千個(gè)1mm的粉末顆粒。

三、解決辦法

針對(duì)超細(xì)粉、微米粉、納米粉的上述兩個(gè)特點(diǎn)，漂浮性和數(shù)量劇增性，要求混合機(jī)能夠克服這兩種特性，并達(dá)到均勻混合的目的。
1、解決超細(xì)粉、微粉、納米粉的漂浮性
利用以下幾種類型的混合機(jī)來(lái)做超細(xì)粉、微粉、納米粉混合實(shí)驗(yàn)
參與實(shí)驗(yàn)的兩種樹脂微竹粉粒徑為50µm（微米）和30µm（微米），顏料粉比重為5µm（微米），顏料顆粒直徑小于10µm屬于超細(xì)粉范疇。
1) 采用三維混合機(jī)混合
混合一個(gè)小時(shí)，檢驗(yàn)結(jié)果不均勻。分析原因：三維混合機(jī)屬于重力擴(kuò)散型混合機(jī)其裝載率在50%左右，除去物料還有50%的對(duì)流擴(kuò)散空間，容易滯留漂浮的輕細(xì)粉。在混合過程中，超細(xì)粉顏料在運(yùn)動(dòng)中漂浮現(xiàn)象嚴(yán)重，致使混合失敗。

2) 采用臥式螺帶混合機(jī)混合
混合一個(gè)小時(shí)，混合結(jié)果檢驗(yàn)不均勻。分析原因：臥式螺帶混合機(jī)屬于運(yùn)動(dòng)槳葉強(qiáng)制剪切型混合機(jī)，混合過程中超細(xì)粉、微粉被運(yùn)動(dòng)槳葉攪拌時(shí)，因粒徑太小太輕極易漂浮在料桶中的物料上方，使混合均勻的問題難以達(dá)到。

3) 采用雙運(yùn)動(dòng)®混合機(jī)混合
混合一個(gè)小時(shí)，混合結(jié)果檢驗(yàn)合格。分析原因：一是雙運(yùn)動(dòng)®混合機(jī)料桶旋轉(zhuǎn)及葉片強(qiáng)制攪拌均屬于中、低速運(yùn)轉(zhuǎn)，不易激起輕粉飄揚(yáng)；二是雙運(yùn)動(dòng)®混合機(jī)的裝載率高達(dá)80%，留給微粉、超細(xì)粉漂浮的空間狹小；三是雙運(yùn)動(dòng)®混合機(jī)料桶旋轉(zhuǎn)與葉片旋轉(zhuǎn)同時(shí)作用可將浮動(dòng)的微粉、超細(xì)粉裹挾入主體粉中。

2、解決超細(xì)粉、微粉、納米粉的數(shù)量激增混合任務(wù)加大的問題
因粉體超細(xì)、數(shù)量增加、混合任務(wù)加大的問題，可從兩個(gè)方面入手解決：
1）延長(zhǎng)混合時(shí)間
利用延長(zhǎng)混合時(shí)間來(lái)解決混合任務(wù)加大的問題，但是混合時(shí)間不能無(wú)限制延長(zhǎng)，長(zhǎng)期混合會(huì)造成粉體發(fā)熱，引起粉體特性改變等不利因素。
2）選用混合能力強(qiáng)的混合機(jī)
目前市場(chǎng)上現(xiàn)有的混合機(jī)中，因其混合原理不一樣、混合機(jī)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)不同，其混合能力差別較大。綜合比較雙運(yùn)動(dòng)®混合機(jī)的混合能力是比較強(qiáng)的，因其料桶旋轉(zhuǎn)進(jìn)行重力擴(kuò)散型混合疊加葉片旋轉(zhuǎn)進(jìn)行強(qiáng)制剪切攪拌型混合，使其混合效率和混合能力大大增強(qiáng)。因此，選用能力較強(qiáng)的雙運(yùn)動(dòng)®混合機(jī)可以較好的解決微粉、納米粉、超細(xì)粉的數(shù)量激增混合任務(wù)繁重的問題。