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                    納米材料分散和高速分散機(jī)解決辦法

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“納米”是一個(gè)長(zhǎng)度的計(jì)量單位，它的尺度是10億分之1米（10-9m),單位為nm。一般來說，納米材料是指兩相顯微結(jié)構(gòu)中至少有一相的一維尺度達(dá)到納米級(jí)。納米粒子粒徑很小，表面能很大，極易團(tuán)聚此，所以如何制取納米粒子本身就是一個(gè)非常復(fù)雜的技術(shù)問題，如何能夠使用納米材料均勻的穩(wěn)定的分散而不團(tuán)聚是納料技術(shù)的核心工作，納米的定義也要在納米材料以能夠?qū)崿F(xiàn)的功能，體現(xiàn)出納米效應(yīng)為主要依據(jù)。

納米材料可分為三大類：一是一維納米粒子；二是二維納米固體（包括薄膜和涂層、管、線）；三是三維納米體材（包括介孔材料）

工業(yè)化

納米氧化鋁，納米氧化鋅，納米氧化鈰，納米氧化鐵，納米氧化鉍，納米ATO合金等產(chǎn)品。納米金屬粉體、碳納米管、高純Al2O3、高純納米TiO2系列粉體、超活性納米TiO2催化劑、納米TiO2液體、納米TiO2銀抗菌劑、納米高純ZrO2、超細(xì)高純ZrO2、納米涂層材料、納米載銀抗菌粉、納米SiO2、納米ZnO、光觸媒、納米三防整理劑等系列粉體、液體、制劑產(chǎn)品

納米金 納米銀  納米鐵  納米鋁 納米銅  納米鈦  納米鎳  納米鈷 納米錫

納米鉬 納米黃金

分散的必要性

顆粒細(xì)化到納米級(jí)后，其表面積累了大量的正、負(fù)電荷，納米顆粒的形狀極不規(guī)則，這樣造成了電荷的聚集。納米顆粒表面原子比例隨著納米粒徑的降低而迅速增加，當(dāng)降至1nm時(shí)，表面原子比例高達(dá)90%，原子幾乎全部集中到顆粒表面，處于高度活化狀態(tài)，導(dǎo)致表面原子配位數(shù)不足和高表面能。納米顆粒具有很高的化學(xué)活性，表現(xiàn)出強(qiáng)烈的表面效應(yīng)，很容易發(fā)生聚集而達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，從而團(tuán)聚發(fā)生眾所周知納米氧化物極易產(chǎn)生自身的團(tuán)聚，使得應(yīng)有的性能難以充分發(fā)揮。此外，納米氧化物的諸多奇異性能能否得到充分發(fā)揮，還取決于大限度降低粉體與介質(zhì)間的表面張力。因此，納米氧化物粉體均勻分散，充分打開其團(tuán)聚體，才能發(fā)揮其應(yīng)有的奇異性能。

目前，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品質(zhì)量較好的企業(yè)使用的分散方式主要采取一步法的高速剪切分散，能基本滿足用戶的需要。由于我們行業(yè)的特點(diǎn)，有相當(dāng)多的中小企業(yè)分散設(shè)備十分落后，分散時(shí)根本形成不了剪切力，只是一種攪拌，氣相二氧化硅在樹脂中根本形成不了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而無法發(fā)揮材料的性能。造成這種情況的主要原因① 尚未對(duì)分散的作用有正確的認(rèn)識(shí)．許多生產(chǎn)商并未意識(shí)到分散的重要性；② 不知道對(duì)終產(chǎn)品的品質(zhì)如何評(píng)價(jià)，

分散方式 涂料中粉體（含納米材料）的分散主要是靠剪切力的作用。納米材料在涂料體系中的分散，一般是采用下述分散方法來達(dá)到分散效果。 研磨分散：利用三輥機(jī)或多輥機(jī)的輥與輥速度的不同，將研磨料投入加料輥（后輥）和中輥之間的加料溝，二輥以不同速度內(nèi)向旋轉(zhuǎn)，部分研磨料進(jìn)入加料縫并受到強(qiáng)大的剪切作用，通過加料縫，研磨料被分為兩部分，一部分附加在加料輥上回到加料溝，另一部分由中輥帶到中輥和前輥之間的刮漆縫，在此又一次受到更強(qiáng)大的剪切力作用。經(jīng)過刮漆縫，研磨料又分成兩部分，一部分由前輥帶到刮刀處，落入刮漆盤，另一部分再回到加料溝，如此經(jīng)幾次循環(huán)，可達(dá)到分散的目的。但用三輥機(jī)或多輥機(jī)進(jìn)行處理效率低，能耗高，滿足不了大生產(chǎn)的需求。

 ◆ 球磨分散: 通過球磨機(jī)中磨球之間及磨球與缸體間相互滾撞作用，使接觸鋼球的粉體粒子被撞碎或磨碎，同時(shí)使混合物在球的空隙內(nèi)受到高度湍動(dòng)混合作用而被均勻地分散。

 ◆ 砂磨分散: 砂磨是球磨的外延。只不過研磨介質(zhì)是用微細(xì)的珠或砂。砂磨機(jī)可連續(xù)進(jìn)料，納米粉體的預(yù)混合漿通過圓筒時(shí)，在筒中受到激烈攪拌的砂粒所給予的猛烈的撞擊和剪切作用，使得納米氧化物能很好地分散在涂料中，分散后的漿離開砂粒研磨區(qū)通過出口篩，溢流排出，出口篩可擋住砂粒，并使其回到筒中。通過球磨機(jī)和砂磨機(jī)分散能取得較好的分散效果及物料細(xì)度，但球磨機(jī)和砂磨機(jī)同樣無法避免處理效率低，能耗高的缺點(diǎn)。 

◆ 高剪切分散機(jī): 高剪切分散機(jī)的核心部件是定子/轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，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)帶來強(qiáng)勁的動(dòng)能，使物料在定、轉(zhuǎn)子狹窄的間隙中受到強(qiáng)烈的機(jī)械剪切、液力剪切、離心擠壓、液層磨擦、撞擊撕裂和湍流等綜合作用，使不相溶的固相、液相、氣相在相應(yīng)成熟工藝的條件下，瞬間均勻精細(xì)地分散，經(jīng)過高頻的循環(huán)往復(fù)，終得到穩(wěn)定的產(chǎn)品。與三輥機(jī)、球磨機(jī)、砂磨機(jī)相比，高剪切分散機(jī)具有、能耗低等顯著優(yōu)點(diǎn)，是分散工藝的。

目前市場(chǎng)上大多數(shù)的分散機(jī)廠家生產(chǎn)出來的分散機(jī)轉(zhuǎn)速只能達(dá)到3000rpm左右，當(dāng)然我所說的都是指工業(yè)化的分散機(jī)。對(duì)于實(shí)驗(yàn)室小型分散機(jī)，由于電機(jī)（220V），軸等因素轉(zhuǎn)速可達(dá)30000rpm左右，但是這種實(shí)驗(yàn)室分散機(jī)無法對(duì)應(yīng)放大到生產(chǎn)中，所以在這里不做講訴。                                      

3000轉(zhuǎn)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，XX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)。

   主要有以下的幾個(gè)不同：

1 在線式分散乳化機(jī)的線速度更好，相比較而言，剪切力越高，分散乳化均質(zhì)的效果越好。

2 在線式的乳化頭的形式更是多樣化，處理的范圍個(gè)更廣，（物料的顆粒大?。?span style="font-family: "Times New Roman";">, 但是有一個(gè)缺點(diǎn)就是不能處理太大的物料，而批次有這個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樗麄兛梢宰鳛橐粋€(gè)打碎機(jī)的作用來使用。

對(duì)實(shí)驗(yàn)室放大而言，如果在一噸以下而言的效果，批次分散乳化機(jī)不一定能夠有相同的線速度和相同的剪切力，這就可能造成在實(shí)驗(yàn)室效果不錯(cuò)，到了工業(yè)型就達(dá)不到效果。因?yàn)楣I(yè)型批次的分散乳化機(jī)他們的速度和設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)決定沒有那么高的剪切力。而相對(duì)而言，管線式就沒有那么多的問題，他們可以保持相同的線速度和剪切力。（如在三噸的罐內(nèi)的批次分散乳化機(jī)，他們的軸大概有1-2米長(zhǎng)，那么在3000轉(zhuǎn)的情況下，他們軸的運(yùn)轉(zhuǎn)偏心可能更大，可以達(dá)到1-2MM。 如果達(dá)到這么大的偏心,而為了正常運(yùn)轉(zhuǎn),就要求轉(zhuǎn)子/丁子的間隙增大,那么他們的剪強(qiáng)力就變小,）

當(dāng)用我們的設(shè)備好處是什么？效果好（研磨效果、均質(zhì)效果、分散效果、乳化效果……），速度快，。每一臺(tái)設(shè)備都具有多功能改裝，根據(jù)不同的要求更換不同的模塊。還有什么？？？那就是能耗低，據(jù)用過依肯的設(shè)備客戶反應(yīng)，就電費(fèi)就能省下不少。如何去選擇一臺(tái)合適的設(shè)備，一定會(huì)做一個(gè)明智的選擇！

在線式高速分散機(jī)優(yōu)點(diǎn)

1  ERS2000系列作為一個(gè)用于混合分散工藝的設(shè)備,其具有連續(xù)式性操作,因此也被稱作連續(xù)式速混合乳化機(jī),能夠更好滿足大批量連續(xù)化生產(chǎn)作業(yè)要求.與傳統(tǒng)的批次乳化機(jī)相比具有以下優(yōu)勢(shì)

1分散:批次乳化機(jī)在進(jìn)行乳化前往往需要預(yù)攪拌,在其基礎(chǔ)上才能實(shí)現(xiàn)較好的分散乳化混合效果.因此所需要時(shí)間更多,產(chǎn)量更小.適用于不連續(xù)生產(chǎn)或者產(chǎn)量較小的生產(chǎn).而連續(xù)式乳化機(jī)可以直接進(jìn)行投料,更短時(shí)間能夠?qū)崿F(xiàn)混合分散的顆粒經(jīng)的要求.產(chǎn)量大,適用于連續(xù)式生產(chǎn),產(chǎn)量更大的情況.

2分散效果好：批次分散乳化機(jī)安裝在罐體內(nèi)，物料與乳化頭較松散，工作時(shí)依靠強(qiáng)大的吸力使物料進(jìn)入分散頭中，但在分散乳化過程中，存在部分物料逃逸的情況，混合乳化顆粒經(jīng)分布較寬，此外批次乳化機(jī)的分散頭為單層結(jié)構(gòu)。不能實(shí)現(xiàn)足夠小的顆粒經(jīng)要求。而連續(xù)式乳化機(jī)由于乳化腔體內(nèi)部設(shè)計(jì)足夠小，乳化頭與物料緊密接觸，剪切充分，同時(shí)乳化腔體設(shè)計(jì)成多層轉(zhuǎn)定子咬合結(jié)構(gòu)，優(yōu)化粗齒結(jié)構(gòu)，可以滿足混合乳化的顆粒經(jīng)分布較窄，效率更高

3 技術(shù)功能指標(biāo)更高：ERS2000系列管線式分散機(jī)和批次分散機(jī)比較在相同的馬達(dá)情況下，轉(zhuǎn)速有明顯優(yōu)勢(shì)，ERS2000轉(zhuǎn)速可以達(dá)到14000RPM，可以在更短的惡時(shí)間內(nèi)處理更多符合要求的物料，能夠?yàn)榇笈可a(chǎn)的企業(yè)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的成本降低。

傳統(tǒng)的批次分散機(jī)用于研發(fā)，效果或許可以達(dá)到要求，但是摸索出來的設(shè)備參數(shù)完全不可用，批次的乳化機(jī)無法線性放大，所以后期工業(yè)化生產(chǎn)就需要重新摸索參數(shù)，這樣會(huì)導(dǎo)致效率低、風(fēng)險(xiǎn)大。  

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