德國VMA dispermat高速分散機(jī)的分散技術(shù)介紹

一、分散過程：

高速分散的最常見的應(yīng)用是將非常細(xì)的固體顆粒注入流體，產(chǎn)生膠體懸浮液。膠體懸浮液的特點(diǎn)是細(xì)碎的小顆粒在重力作用下不沉降，在分散過程中發(fā)生一系列相關(guān)步驟。

包括以下三大步驟：

1、通過物料中的液體成分對固體顆粒表面的潤濕;

2、粒子發(fā)生機(jī)械撞擊，從而獲得更小的顆粒(附聚物和聚集體)

3、在分散過程中產(chǎn)生的較小的顆粒較為穩(wěn)定，防止絮凝發(fā)生。

固體顆粒的物料和流體成分之間的特殊相互作用決定了它們的潤濕性和抗絮凝性。

二、甜甜圈效果：

只有當(dāng)DISPERMAT分散機(jī)的分散容器，直徑，圓周速度和分散盤在容器底部的高度以及流變物料性能互相匹配，才能獲得較佳的分散效果;

在樹脂溶液中加入顏料和填料后，通過增加軸的速度，物料會(huì)出現(xiàn)層流滾動(dòng)，直到?jīng)]有看到轉(zhuǎn)軸和分散盤的中間部分沒有材料附著，即為甜甜圈流型;

甜甜圈效果，能夠輸入到漿料的機(jī)械功率已達(dá)最大，隨著轉(zhuǎn)軸攪動(dòng)，所有的聚合物最終都可以解除到分散盤(的剪切力);

甜甜圈效果使得漿料從分散盤的末端加速甩出，碰到罐壁的分流成兩路，一路向下沿著容器的底部流動(dòng)到分散盤的中間位置，然后上升再次撞擊分散盤。另一路是向上的類似流向，形狀取決于漿料的流變性能及重力作用;

甜甜圈的流型會(huì)因?yàn)闈{料的顏料和填料的數(shù)量而受極大影響，當(dāng)固含量不夠時(shí)，粘度往往太低，容易導(dǎo)致漿料濺起和氣泡產(chǎn)生，機(jī)械功率輸入也有限，分散能力就很受影響;相反地，如果固含量太高，粘度太高導(dǎo)致無法形成甜甜圈效果;

三、分散盤上的分散效果團(tuán)

P = 2 π n M

當(dāng)分散盤以高速度移動(dòng)通過物料，高低壓區(qū)在葉片前面和后面產(chǎn)生，交變應(yīng)力作用于這些區(qū)域的附聚物，有助于它們的分散，除此之外，較大附聚物被分散盤的邊緣和表面擊中，也獲得較大破碎的影響。

然而，總的分散工作是在分散盤表面，由于分散盤的快速運(yùn)動(dòng)，達(dá)到高剪切力，使其在這些表面上發(fā)生分散。

剪切應(yīng)力是在分散盤的下表面和容器的底部之間的作用，很大程度上取決于兩者之間的距離?？梢酝ㄟ^減少這些距離，而增加間隙內(nèi)的剪切速率，因?yàn)榭梢赃x擇較高的轉(zhuǎn)速。

當(dāng)使用更高的速度，機(jī)械功率也升高，如果甜甜圈流動(dòng)模式(層流)保持，在最高機(jī)械功率輸入就可以達(dá)到較佳的分散效果。

四、運(yùn)行DISPERAMT 分散機(jī)和優(yōu)化物料配方：

1、 首先將液體成分放入分散容器中，然后通過分散盤進(jìn)行適度攪拌，慢慢加入顏料和填料，在慢慢提高分散盤的速度，直到更高的轉(zhuǎn)速下出現(xiàn)甜甜圈效應(yīng)(約18米/秒的圓周速度)。

2、 經(jīng)過混合、分散的容器和軸壁應(yīng)清洗干凈，去除粘附物料。

3、 在高圓周速度進(jìn)行分散，以保證甜甜圈效應(yīng)的形成。

在這個(gè)階段，應(yīng)利用DISPERMAT分散機(jī)為物料轉(zhuǎn)移高機(jī)械功率的能力，而不能害怕使用高轉(zhuǎn)速。如果采用25mm分散盤，該DISPERMAT®必須運(yùn)行在15轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速達(dá)到20米/秒的圓周速度，最后的分散結(jié)果通常在10到15分鐘后達(dá)到。

五、從實(shí)驗(yàn)室可擴(kuò)展到生產(chǎn)中。

從研究可獲得，dispermat分散機(jī)獲得的結(jié)果可以擴(kuò)展到生產(chǎn)規(guī)模的物料分散，這是前面提到的分散取決于速率，該附聚物被運(yùn)送到剪切帶并轉(zhuǎn)移到物料的機(jī)械功率。機(jī)械功率是限制可達(dá)到的最大分散度的參數(shù)，附聚物運(yùn)輸?shù)礁浇乃俾剩_定達(dá)到較佳分散效果所需的時(shí)間。

一個(gè)實(shí)驗(yàn)室溶解達(dá)到必要的分散的圓周速度，它必須能夠運(yùn)行在高轉(zhuǎn)速下最大的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。當(dāng)使用不同直徑的分散盤，圓周速度可以很容易地通過以下公式計(jì)算：

v = 圓周速率

π = 3.141...

d =分散盤直徑

n =軸轉(zhuǎn)速

六、提高分散效果的步驟

在分散質(zhì)量不符合要求標(biāo)準(zhǔn)的情況下，應(yīng)檢查下列參數(shù)：

1、 分散操作時(shí)間

2、 甜甜圈效應(yīng)

3、 軸轉(zhuǎn)速

4、 幾何因素

5、 分散盤

6、 物料的量

7、 顏料和填料濃度

8、 絮結(jié)產(chǎn)物

9、 溫度

10、原材料

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