表面活性

表面活性是指表面与周围环境发生相互作用的能力。在颗粒技术中，这主要指颗粒在其界面上的行为。随着颗粒尺寸的减小，表面原子比例大幅增加，因此表面效应相对于体积效应越来越占主导地位。

对于干粉，表面活性主要由物理力决定。分子间和原子间相互作用，尤其是范德华力，起着关键作用。这些力总是具有吸引力，源于波动的偶极子。随着颗粒半径的减小，其重要性明显增加。

随着半径的减小，粘附力与重力的比例会增加。因此，细粉容易凝聚。它们流动性差，会形成团块，并粘附在设备表面。除了范德华力之外，还有静电力。静电力是在混合、摩擦或气动输送过程中因电荷分离而产生的。特别是干燥的绝缘性粉末，可能会产生很高的表面电荷。这些力可以产生吸引或排斥作用。它们会影响分离、粉尘爆炸风险和粘附。

化学表面活性在电化学和反应性固体中起着重要作用。颗粒表面上的反应性官能团可以与气体或其他固体发生反应。例如氧化、水解或水分和气体分子的吸附。这些效应会改变表面能，从而改变流动特性。

光学表面活性对粉末也很重要。它描述了与电磁辐射的相互作用。发射和吸收特性取决于表面粗糙度、颜色和化学成分。这会影响干燥或反应过程中的热吸收、红外辐射和加热行为。

在潮湿的粉末中，表面力的范围会扩大。除了干燥的相互作用外，还会出现毛细力。颗粒之间会形成液体桥。这些桥会产生强大的吸引力，促进团聚。

因此，潮湿的粉末通常表现出很强的凝聚性。表面活性急剧上升。典型后果是结块、结团和附着在壁上。在工艺技术中，这种效应被有针对性地利用，例如在造粒过程中。

对于湿粉和悬浮液，其行为由固体和液体之间的界面决定。在此，静电相互作用起着主导作用。颗粒表面通常带有电荷。每个颗粒周围都会形成双电层。

范德华力的吸引力和静电力的排斥力之间的相互作用由 DLVO 理论描述。最终的相互作用势决定了悬浮液的稳定性或团聚性。

静电排斥力取决于 Zeta 电位。高 Zeta 电位会导致悬浮液稳定。低 Zeta 电位则会促进絮凝和沉淀。