納米粉體分散機

納米粉體的分散是基礎研究領域和工業(yè)技術部門普遍遇到的課題，其應用日益廣泛，如化工、醫(yī)藥、涂料、材料、食品等。分散技術不僅是提高產(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)出強烈的聚團特性，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，聚團的結果導致納米粉體材料性能的嚴重劣化。另一方面，在復合材料的制備過程中，由于納米粉體的這種強烈團聚特性和它與復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)復合材料，是復合材料的性能難以達到人們預期的效果。

所以為了解決這一問題，各種類型的分散設備應運而生，粉體的分散、混合與均化在粉體技術中有三個目的。其一是使團聚粉體的碎解和分散，盡力使團聚粉體達到單粉體分散；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，需要對粉體材料進行分散、混合與均化處理；其三是，有些粉體材料需要進行改性處理，為了保證改性處理的均一性，也需要進行分散、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備：

一、超聲分散機，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、機械攪拌分散機，這種在工業(yè)化分散中比較常見，但是由于自身的結構，轉(zhuǎn)速低，分散有死角，導致zui終分散效果差，并且分散的效率很低。
三、混合分散機，這種分散機適合高粘度的物料的分散，電機功率大，但是也存在和機械攪拌分散機一樣的問題，分散效率低，效果差。

隨著納米粉體分散的進一步發(fā)展，SID研發(fā)出的分散設備-三級分散機。結構為三組分散頭定轉(zhuǎn)子，并且轉(zhuǎn)速高達14000rpm，定轉(zhuǎn)子精密度高，分散效率快，分散效果好。

SID研磨分散機在納米粉體的分散中有著突出的應用和優(yōu)勢，如石墨烯、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)子的速度可以達到44m/s。在該速度范圍內(nèi)，由剪切力所造成的湍流結合專門研制的電機可以使粒徑范圍小到納米級。剪切力更強，乳液的粒徑分布就更窄。

為什么國內(nèi)分散機的轉(zhuǎn)速只能是3000rpm？國內(nèi)乳化機的結構大都都是直連電機，分散機的主軸和電機直連，電機就決定了主軸的轉(zhuǎn)速。而進口分散機采用分體式結構，通過皮帶進行變速，國產(chǎn)設備由于結構的設計缺失、機械密封技術的不足的原因，以及改進后成本大幅度的提高問題，一直無法實現(xiàn)高速分散機的自主研發(fā)和生產(chǎn)。

SID納米粉體三級高剪切分散機的工作原理：

三級分散機就是高效、快速、均勻地將一個相或多個相（液體、固體、氣體）進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相是互不相溶的。當外部能力輸入時，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械效應帶來的強勁動能，使物料在定、轉(zhuǎn)子狹窄的間隙中受到強烈的機械及液力剪切、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、氣相在相應成熟工藝和適量添加劑的共同作用下，瞬間均勻精細的分散乳化，經(jīng)過高頻的循環(huán)往復，zui終得到穩(wěn)定的高品質(zhì)產(chǎn)品。

三級高剪切分散機器，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）同時工作，乳液經(jīng)過高剪切后，液滴更細膩，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，適合不同的工藝應用。該系列中不同的型號的機器都有相同的線速度和剪切率，非常易于擴大生產(chǎn)。適宜的溫度，壓力與粘度參數(shù)與DISPERSING一樣。也符合CIP/SIP清潔標準，適合食品及醫(yī)藥生產(chǎn)。

納米粉體分散機設備參數(shù)表：