Die Wechselwirkung von Pulverpartikeln mit Wasserdampf bei bestimmten Temperaturen kann frei fließende Pulver unerwartet in kohäsive oder sogar klebrige Pulver verwandeln. Dieses Phänomen, das als Klebrigkeit des Pulvers bezeichnet wird, kann alle möglichen unerwünschten Probleme verursachen, z.B. bei der Dosierung von Pulvern, der Lagerung von Pulvern und sogar während der Produktion, wie z.B. bei der Sprühtrocknung. Denken Sie an klebriges Pulver in Sprühtrocknern oder an klebriges Produkt bei der Lagerung in Big Bags oder Trichtern, was zu einer kuchenartigen Struktur und damit zu schlechten Dosier- und Fließeigenschaften führt. Die Klebrigkeit des Pulvers, die Messung der Klebrigkeit und deren Vorhersage ist keine leichte Aufgabe. Die Adhäsions- und Haftkräfte zwischen den Partikeln werden von einer Reihe von Variablen wie Partikelgröße, Partikelform, Porosität, Oberflächeneigenschaften und natürlich der chemischen Beschaffenheit des Materials beeinflusst, was die Messung der Klebrigkeit zu einer schwierigen Aufgabe macht.
Die Vorhersage der Klebrigkeit des Pulvers und die Messung der Klebrigkeit sind der Schlüssel zur Vermeidung der oben genannten Probleme. Die Bewertung ist jedoch nicht einfach, da jedes Produkt unterschiedlich auf Schwankungen der relativen Luftfeuchtigkeit und der Temperatur der Umgebung, der das Pulver ausgesetzt ist, reagiert. Die enge Beziehung zwischen Temperatur und Luftfeuchtigkeit macht die Vorhersage noch schwieriger. Dementsprechend sind spezielle Geräte und Fachkenntnisse erforderlich, um das Klebeverhalten des Pulvers zu untersuchen und eine angemessene Messung der Klebeeigenschaften durchzuführen.
Für die Messung der Klebrigkeit stehen uns im Wesentlichen zwei Methoden zur Verfügung:
- Wasserdampf-Adsorptionsisothermen bei verschiedenen Temperaturen und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 0-95%. Die Verwendung des Guggenheim, Anderson, de Boer (GAB) Modells kann helfen, den Klebepunkt aus der Isotherme bei jeder gemessenen Temperatur zu bestimmen, obwohl dies nicht immer einfach zu ermitteln ist. Die in der Literatur berichteten Messungen der Klebrigkeit wurden nach diesem Ansatz durchgeführt, aber bei Delft Solids Solutions haben wir eine neue Methode zur Messung der Klebrigkeit entwickelt.
- Pulverrheometrie unter Echtzeitbedingungen von Temperatur und relativer Luftfeuchtigkeit. Hier messen wir direkt den Klebepunkt durch Veränderungen der Kohäsionskräfte zwischen den Partikeln und damit der Reibung des Pulverbettes während der Fluidisierung bei Veränderungen der Pulvereigenschaften. Zu diesem Zweck haben wir unser Pulverrheometer stark verändert, um es für die Messung der Klebrigkeit zu befähigen, über die bisher noch nicht berichtet wurde. Da diese Messung der Klebrigkeit Veränderungen des Pulverflusses durch Veränderungen der Reibung direkt erfasst, ist sie der oben genannten Dampfadsorptionsmethode, die eine indirekte Methode zur Messung der Klebrigkeit darstellt, weit vorzuziehen.
Wir haben vor kurzem eine wissenschaftliche Abhandlung über die Messung der Klebrigkeit von Pulver mit den oben genannten Methoden veröffentlicht; eine Kopie der Abhandlung können Sie über diesen Link anfordern.
Die Kombination der einzelnen Klebepunkte, die bei den verschiedenen Temperaturen aufgezeichnet wurden, ermöglicht die Erstellung eines Klebediagramms unter Verwendung eines modifizierten Mollier-Diagramms, in dem die Bedingungen für klebriges und nicht-klebriges Verhalten unterschieden und weitere Vorhersagen getroffen werden können. Die Messung der Klebrigkeit von Pulvern kann so für Sie zugänglich gemacht werden und bei der Fehlersuche und Produktentwicklung helfen.
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