Apakah bubuk yang dimodifikasi akan menggumpal selama proses pengeringan semprot terutama tergantung pada efektivitas proses modifikasi, pengendalian parameter pengeringan semprot, dan sifat-sifat bubuk Analisis berikut ini diberikan dari berbagai perspektif:
Fungsi dan batasan pengubah
Surfaktan dan agen penggandeng: Dengan memasukkan surfaktan (seperti Tween 20, PVA) atau agen penggandeng (seperti silana, titanat), energi permukaan serbuk dapat dikurangi. Hal ini mengurangi gaya van der Waals dan ikatan hidrogen antar partikel, sehingga menghambat penggumpalan. Misalnya, serbuk yang dimodifikasi dapat membentuk partikel bulat yang seragam (seperti serbuk 3Y-B), sehingga meningkatkan dispersibilitas secara signifikan.
Penghalang fisik dan efek penyebaran: Pengubah makromolekul (seperti PEG) dapat membentuk penghalang fisik selama pengeringan semprot. Namun, jika dosisnya terlalu tinggi atau dekomposisi termal tidak mencukupi, hal itu dapat menyebabkan adhesi partikel atau reaksi perambatan sendiri, yang memperburuk penggumpalan.
Efek dan batasan pengubah
Kontrol suhu dan waktu pengeringan
Suhu dan waktu dalam pengeringan semprot merupakan faktor kunci yang menentukan bentuk akhir serbuk. Jika suhu pengeringan tidak mencukupi (di bawah 180°C) atau waktu tinggal terlalu pendek, produk antara mungkin tidak terurai sepenuhnya. Produk ini mungkin memiliki higroskopisitas yang kuat dan cenderung membentuk gumpalan keras. Suhu pengeringan yang lebih tinggi (280-480°C) dan waktu pengeringan yang cukup (>5 detik) membantu memastikan pengeringan partikel secara menyeluruh. Hal ini mengurangi risiko penggumpalan berikutnya.
Efek atomisasi dan morfologi partikel
Efek atomisasi dari pengeringan semprot secara langsung memengaruhi rentang distribusi dan bentuk partikel. Efek atomisasi yang baik, terutama saat menggunakan nosel sentrifugal, dapat menghasilkan partikel bulat dengan distribusi ukuran partikel yang sempit dan bentuk yang seragam. Ini membantu mengurangi penggumpalan. Selain itu, desain menara pengering arus berlawanan dapat meningkatkan efisiensi pertukaran panas. Ini meningkatkan efisiensi pengeringan dan mengurangi risiko adhesi partikel.
Karakteristik bubuk dan pasca-proses
Kekhasan bubuk skala nano
Bubuk nano memiliki luas permukaan spesifik yang sangat tinggi. Bubuk ini rentan terhadap penyerapan dan penggumpalan air. Bahkan setelah modifikasi permukaan, bubuk masih memerlukan metode dispersi fisik tambahan, seperti perawatan ultrasonik atau ball mill berenergi tinggi, untuk mencapai dispersi yang tahan lama. Namun, metode ini mungkin hanya memberikan efek dispersi jangka pendek. Sulit untuk mempertahankan keseragaman bubuk untuk waktu yang lama. Oleh karena itu, bubuk nano biasanya memerlukan perawatan pasca-pengeringan semprot untuk memastikan dispersibilitas yang lebih baik.
Perlunya proses pasca perawatan
Jika bubuk yang dikeringkan dengan semprotan memerlukan pemrosesan atau penggunaan lebih lanjut, bubuk tersebut biasanya mengalami perlakuan kalsinasi suhu tinggi. Misalnya, perlakuan panas Al₂O₃ dikontrol antara 1050-1250°C. Perhatian khusus harus diberikan pada pengendalian suhu selama proses ini. Suhu yang terlalu tinggi dapat menyebabkan sintering partikel atau penggumpalan sekunder. Perlakuan pasca yang tepat dapat meningkatkan stabilitas dan dispersibilitas bubuk, mencegah penggumpalan.
Tantangan dalam aplikasi praktis
Pengaruh Fluktuasi Parameter Proses
Selama produksi, jika parameter utama seperti laju umpan, kandungan padatan, dan kecepatan peledakan tidak dikontrol dengan benar, distribusi partikel yang tidak merata atau pecahnya serbuk dapat terjadi. Hal ini menyebabkan penggumpalan. Misalnya, laju umpan yang terlalu cepat dapat menghasilkan partikel yang lebih besar. Demikian pula, kecepatan peledakan yang terlalu tinggi dapat menyebabkan pengeringan partikel yang tidak merata, yang menyebabkan distribusi yang tidak merata dan semakin memperparah penggumpalan.
Pengaruh Faktor Lingkungan
Perubahan kelembapan sekitar memengaruhi efek pengeringan serbuk. Saat kelembapan tinggi, serbuk yang belum kering sepenuhnya cenderung menyerap kelembapan. Hal ini membentuk gumpalan lunak melalui jembatan cairan. Selain itu, suhu sekitar dan aliran udara juga memengaruhi efisiensi pengeringan semprot dan bentuk serbuk akhir. Untuk mengatasi faktor lingkungan ini, kondisi pengoperasian peralatan pengeringan harus disesuaikan.
Kesimpulan
Serbuk yang dimodifikasi mungkin masih menggumpal setelah pengeringan semprot. Namun, risikonya dapat dikurangi secara signifikan dengan langkah-langkah berikut:
- Optimalkan pengubah: Pilih surfaktan atau agen penggandeng yang kompatibel dengan bubuk. Kontrol jumlah yang ditambahkan secara ketat.
- Kontrol parameter pengeringan secara tepatPastikan suhu, waktu, dan atomisasi disesuaikan dengan karakteristik bubuk.
- Gabungkan dengan teknologi pasca-pemrosesan: Gunakan perlakuan panas, penggilingan bola, atau pelapisan permukaan (misalnya, teknologi ALD) bila diperlukan untuk meningkatkan stabilitas dispersi.
bubuk epik
Epic Powder, 20+ tahun pengalaman kerja di industri bubuk ultrafine. Secara aktif mempromosikan pengembangan bubuk ultra-fine di masa depan, dengan fokus pada proses penghancuran, penggilingan, pengklasifikasian, dan modifikasi bubuk ultra-fine. Hubungi kami untuk konsultasi gratis dan solusi yang disesuaikan! Tim ahli kami berdedikasi untuk menyediakan produk dan layanan berkualitas tinggi guna memaksimalkan nilai pemrosesan bubuk Anda. Epic Powder—Ahli Pemrosesan Bubuk Tepercaya Anda!
