納米粉體分散機(jī)

納米粉體的分散是基礎(chǔ)研究領(lǐng)域和工業(yè)技術(shù)部門普遍遇到的課題，其應(yīng)用日益廣泛，如化工、醫(yī)藥、涂料、材料、食品等。分散技術(shù)不僅是提高產(chǎn)品質(zhì)量和性能及提高工藝效率不ke缺少，而且是十分重要的技術(shù)手段。

但是由于納米粉體粒度小，極易產(chǎn)生自發(fā)凝并，表現(xiàn)出強(qiáng)烈的聚團(tuán)特性，不論在空氣中還是在液相中均易生成粒徑較大的二次粉體，聚團(tuán)的結(jié)果導(dǎo)致納米粉體材料性能的嚴(yán)重劣化。另一方面，在復(fù)合材料的制備過程中，由于納米粉體的這種強(qiáng)烈團(tuán)聚特性和它與復(fù)合基體材料的極性差異，納米粉體很難均勻地分散在基體材料中形成均質(zhì)復(fù)合材料，是復(fù)合材料的性能難以達(dá)到人們預(yù)期的效果。

所以為了解決這一問題，各種類型的分散設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生，粉體的分散、混合與均化在粉體技術(shù)中有三個(gè)目的。其一是使團(tuán)聚粉體的碎解和分散，盡力使團(tuán)聚粉體達(dá)到單粉體分散；其二是在粉體制備過程中由于各部分或前后生產(chǎn)的產(chǎn)品的成分或粒度不均勻，而在使用時(shí)需要性能均一的粉體材料，為了消除各部分性能上的差異，需要對粉體材料進(jìn)行分散、混合與均化處理；其三是，有些粉體材料需要進(jìn)行改性處理，為了保證改性處理的均一性，也需要進(jìn)行分散、混合與均化處理。

目前對于納米粉體的分散，一般采用以下幾種設(shè)備：

一、超聲分散機(jī)，超聲方式分散，對于小批量的物料還行，但無法放大生產(chǎn)。
二、機(jī)械攪拌分散機(jī)，這種在工業(yè)化分散中比較常見，但是由于自身的結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)速低，分散有死角，導(dǎo)致zui終分散效果差，并且分散的效率很低。
三、混合分散機(jī)，這種分散機(jī)適合高粘度的物料的分散，電機(jī)功率大，但是也存在和機(jī)械攪拌分散機(jī)一樣的問題，分散效率低，效果差。

隨著納米粉體分散的進(jìn)一步發(fā)展，SID研發(fā)出的分散設(shè)備-三級分散機(jī)。結(jié)構(gòu)為三組分散頭定轉(zhuǎn)子，并且轉(zhuǎn)速高達(dá)14000rpm，定轉(zhuǎn)子精密度高，分散效率快，分散效果好。

SID研磨分散機(jī)在納米粉體的分散中有著突出的應(yīng)用和優(yōu)勢，如納米氫氧化鎂、納米氫氧化鋁、石墨烯、碳納米管、二氧化硅、納米樹脂、納米涂料、醫(yī)藥納米混懸液等都有著成功的經(jīng)驗(yàn)和案例。

高的轉(zhuǎn)速和剪切率對于獲得納米微懸浮液是zui重要的。根據(jù)一些行業(yè)的特殊要求，SID在GR2000的基礎(chǔ)上又開發(fā)出GRS2000系列。其剪切速率可以超過10000rpm，轉(zhuǎn)子的速度可以達(dá)到44m/s。在該速度范圍內(nèi)，由剪切力所造成的湍流結(jié)合專門研制的電機(jī)可以使粒徑范圍小到納米級。剪切力更強(qiáng)，乳液的粒徑分布就更窄。

為什么國內(nèi)分散機(jī)的轉(zhuǎn)速只能是3000rpm？國內(nèi)乳化機(jī)的結(jié)構(gòu)大都都是直連電機(jī)，分散機(jī)的主軸和電機(jī)直連，電機(jī)就決定了主軸的轉(zhuǎn)速。而進(jìn)口分散機(jī)采用分體式結(jié)構(gòu)，通過皮帶進(jìn)行變速，國產(chǎn)設(shè)備由于結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)缺失、機(jī)械密封技術(shù)的不足的原因，以及改進(jìn)后成本大幅度的提高問題，一直無法實(shí)現(xiàn)高速分散機(jī)的自主研發(fā)和生產(chǎn)。

 
SID納米粉體三級高剪切分散機(jī)的工作原理：

三級分散機(jī)就是高效、快速、均勻地將一個(gè)相或多個(gè)相（液體、固體、氣體）進(jìn)入到另一互不相溶的連續(xù)相（通常是液體）的過程。而在通常情況下各個(gè)相是互不相溶的。當(dāng)外部能力輸入時(shí)，兩種物料重組成為均一相。由于轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的高切線速度和高頻機(jī)械效應(yīng)帶來的強(qiáng)勁動能，使物料在定、轉(zhuǎn)子狹窄的間隙中受到強(qiáng)烈的機(jī)械及液力剪切、離心擠壓、液層摩擦、撞擊撕裂等綜合作用，形成懸乳液、乳液和泡沫。從而使不相溶的固相、液相、氣相在相應(yīng)成熟工藝和適量添加劑的共同作用下，瞬間均勻精細(xì)的分散乳化，經(jīng)過高頻的循環(huán)往復(fù)，zui終得到穩(wěn)定的高品質(zhì)產(chǎn)品。

三級高剪切分散機(jī)器，主要用于微乳液及納米懸浮液的生產(chǎn)。由于工作腔體內(nèi)三組分散頭（定子+轉(zhuǎn)子）同時(shí)工作，乳液經(jīng)過高剪切后，液滴更細(xì)膩，粒徑分布更窄，因而生成的混合液穩(wěn)定性更好。三組分散頭均易于更換，適合不同的工藝應(yīng)用。該系列中不同的型號的機(jī)器都有相同的線速度和剪切率，非常易于擴(kuò)大生產(chǎn)。適宜的溫度，壓力與粘度參數(shù)與DISPERSING一樣。也符合CIP/SIP清潔標(biāo)準(zhǔn)，適合食品及醫(yī)藥生產(chǎn)。

納米粉體分散機(jī)設(shè)備參數(shù)表：