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微粉、納米粉、超細粉怎樣混合均勻

一、問題的提出

隨著中國科技的發展，新材料研究日新月異，需要新材料都有一個共同的特點就是越來越精細化，即粉體粒度越來越小，甚至到納米級水平。粉體精細化達到一定程度，其單個顆粒的重力束縛就變微乎其微了，一旦有運動擾動就能克服重力束縛漂浮起來。像超輕粉一樣給均勻混合帶來困難。

二、超細粉定義

超細粉通常是指：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
超細粉的特性：
1、漂浮性：因為粉末細小到一定程度就具有運動漂浮性，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產生的激蕩漂浮現象
2、粉體的顆粒數量激增：單位體積內粉末粒徑越小其粉末顆粒的數量就越多（幾何數量激增），粉末顆粒的數量越多其混合任務則會加大。例如在一立方厘米的容積內可放1000個粒徑為1mm的顆粒，可放1，000，000個粒徑為0.1mm的顆粒，可見粒徑變化10倍粉末數量變化1000倍。一百萬個0.1mm的顆粒混合任務遠遠大于一千個1mm的粉末顆粒。

三、解決辦法

針對超細粉、微米粉、納米粉的上述兩個特點，漂浮性和數量劇增性，要求混合機能夠克服這兩種特性，并達到均勻混合的目的。
1、解決超細粉、微粉、納米粉的漂浮性
利用以下幾種類型的混合機來做超細粉、微粉、納米粉混合實驗
參與實驗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屬于超細粉范疇。
1) 采用三維混合機混合
混合一個小時，檢驗結果不均勻。分析原因：三維混合機屬于重力擴散型混合機其裝載率在50%左右，除去物料還有50%的對流擴散空間，容易滯留漂浮的輕細粉。在混合過程中，超細粉顏料在運動中漂浮現象嚴重，致使混合失敗。

2) 采用臥式螺帶混合機混合
混合一個小時，混合結果檢驗不均勻。分析原因：臥式螺帶混合機屬于運動槳葉強制剪切型混合機，混合過程中超細粉、微粉被運動槳葉攪拌時，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到。

3) 采用雙運動®混合機混合
混合一個小時，混合結果檢驗合格。分析原因：一是雙運動®混合機料桶旋轉及葉片強制攪拌均屬于中、低速運轉，不易激起輕粉飄揚；二是雙運動®混合機的裝載率高達80%，留給微粉、超細粉漂浮的空間狹小；三是雙運動®混合機料桶旋轉與葉片旋轉同時作用可將浮動的微粉、超細粉裹挾入主體粉中。

2、解決超細粉、微粉、納米粉的數量激增混合任務加大的問題
因粉體超細、數量增加、混合任務加大的問題，可從兩個方面入手解決：
1）延長混合時間
利用延長混合時間來解決混合任務加大的問題，但是混合時間不能無限制延長，長期混合會造成粉體發熱，引起粉體特性改變等不利因素。
2）選用混合能力強的混合機
目前市場上現有的混合機中，因其混合原理不一樣、混合機運動結構的設計不同，其混合能力差別較大。綜合比較雙運動®混合機的混合能力是比較強的，因其料桶旋轉進行重力擴散型混合疊加葉片旋轉進行強制剪切攪拌型混合，使其混合效率和混合能力大大增強。因此，選用能力較強的雙運動®混合機可以較好的解決微粉、納米粉、超細粉的數量激增混合任務繁重的問題。