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濕潤

 

润湿是指液体与固体表面接触并扩散的物理过程。在液体与固体之间的边界处形成一个界面,其能量特性决定了润湿行为。在这种情况下,粉末润湿是指液体渗透到粉末状多孔颗粒堆中并分散开来。

润湿行为受固体、液体和气相之间的界面张力影响。接触角是一个关键指标,由杨氏方程式描述:

γSG = γSL + γLG ⋅cos(θ)

γ_SG 是固体与气体之间的界面张力,γ_SL 是固体与液体之间的界面张力,γ_LG 是液体与气体之间的界面张力。θ 是接触角。小接触角代表良好的润湿性;大接触角表明表面具有疏水性。在多孔粉末堆积物中,毛细压力也起着重要作用,该压力可由拉普拉斯方程描述:

Δp = r ⋅ 2 γLG ⋅ cos(θ)

r 代表有效孔隙或毛细管半径。具有小孔隙和亲水表面的细粉通过强大的毛细吸力快速吸收液体。疏水或粗孔系统需要更高的压力或更强的混合才能均匀地分布液体。

液体在粉末中的分布通常分为两个步骤。首先,液体薄膜在颗粒外部表面形成,然后液体进入堆积物内部。润湿的速度和均匀性在很大程度上取决于液滴大小、液滴冲击能量、液体的粘度和表面张力以及颗粒形态。组分的不同润湿特性可能会促进或抑制团聚,从而对产品结构产生重大影响。

amixon® 混合器可实现多种针对性粉末润湿工艺。液体可通过单组分或双组分喷嘴注入。在此过程中,可调节液滴大小和冲击速度,以实现精细分散或针对性地启动团聚。或者,也可以将液体作为密集的射流从上方喷洒到混合床,这对粘性或易起泡的液体尤其有利。另一种方法是注入蒸汽,使冷凝蒸汽在颗粒上形成均匀的液体薄膜。

在某些情况下,在添加液体之前对混合物进行排空是明智之举。通过去除气相,颗粒堆积物的孔隙空间得以排空。随后添加液体时,由于产生的压力差,液体能够更快、更深入地渗透到堆积物中。该工艺充分利用了粉末的天然孔隙率,并提高了液体吸收能力,对于精细、亲水的粉末或需要均匀吸收高液体含量的配方而言,尤其如此。