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粉末流动性的测试方法(常用的粉体流动性的评价参数有)

粉末流动性的测试方法(常用的粉体流动性的评价参数有) 粉体流动性的评价和测试方法

粉末的流动性与颗粒的形状、大小、表面状态、密度、空空隙率有关,颗粒间内耗和粘附的复杂关系使得粉末的流动性无法用单一的物理性质值来表示。而粉体的流动性对颗粒、胶囊、片剂等制剂的重量差异影响很大,是保证产品质量的重要环节。

粉末的流动性与颗粒的形状、大小、表面状态、密度、空空隙率有关,颗粒间内耗和粘附的复杂关系使得粉末的流动性无法用单一的物理性质值来表示。而粉体的流动性对颗粒、胶囊、片剂等制剂的重量差异影响很大,是保证产品质量的重要环节。粉体流动有多种形式,如重力流、振动流、压缩流、流化流等。,相应的流动性的评价方法也不同。在定量测定粉体流动性时,最好采用与处理工艺相对应的方法。表1列出了流动形式和相应流动性的评价方法。

表1流动形式及其相应的流动性评估方法

类的种类重力流振动流压缩流液化流
现象或操作 流动性评估方法
或一个流出

旋转容器混合器中的一个瓶斗,并灌装。

流出速度、壁摩擦角

休止角、流出极限孔径

振动加料、振动筛

填充和流出

休止角、流出速度、

压缩率、表观密度

压缩成型(压片) 可压缩性,壁摩擦角

内摩擦角

流化层干燥、流化层造粒

颗粒或片剂空气体输送

休止角、最小流化速度

(一)流动性评价和计量方法

1.休止角

休止角是粉末堆积层的自由斜面与水平面形成的最大角度。常用的测量方法有注入法、放电法、倾角法等。,如图1所示。休止角不仅可以直接测量,还可以通过测量粉末层的高度和圆盘的半径来计算。即tanθ;=高度/半径。

图1休止角测量示意图

休止角是颗粒在粉堆体积层的自由斜面上滑动,颗粒间的重力和摩擦力达到平衡,处于静止状态时测得的。这是测试粉末流动性最简单的方法。休止角越小,摩擦力越小,流动性越好。通常认为θ& le40度;能满足生产流动资金的需要。粘性粉末或颗粒直径小于100 ~ 200μ;后续粉末M的颗粒间相互作用力大,流动性差,所以测得的休止角比较大。值得注意的是,不同的测量方法得到的数据不一样,重现性差,不能作为粉体的一个物理常数。

2.出流量

流速是通过向漏斗中加入材料来测量所有材料流出所需的时间来描述的。测量装置如图2所示。如果粉末的流动性太差而不能流出,添加100μ;测定自由流动所需的玻璃球的量(w%)以表示流动性。添加量越多,流动性越差。

3.压缩性

可压缩性:将一定量的粉末轻装入量筒中,测量初始体积;用敲击法使粉末处于最紧密的状态,测出最终体积。计算最松密度& rho0和最接近的度数& rhof;根据公式12-31计算压缩程度C。

图3攻丝测试仪

压缩性是粉体流动性的重要指标,其大小反映了粉体的粘结性和柔软性。当压缩率在20%以下时,流动性好,但当压缩率增加时,流动性降低。当C值达到40%~50%时,粉末很难自动流出容器。

4.内摩擦系数&μ;

图4流动性测试仪的主要部件& mdash& mdash剪切池

如图4所示,内摩擦系数的测量装置对静态粉末层施加垂直应力V(法向应力),并在水平方向施加剪切应力S(剪切应力),此时τ;当该值较小时,粉末层处于静止状态。当V值逐渐增大到一定值时,粉层开始滑动。这种刚好使粉末层滑动的状态,称为边界应力状态。边界应力状态下垂直应力v与剪应力s的关系。当粉层的V与S的关系是一条过原点的直线(如A)时,称为自由流动粉。& mu表示内摩擦系数,称为内摩擦角。如果直线不经过原点(如B线),则该粉末为粘结性粉末。C & mdash附着力(内聚力)。当粉末层的V与S的关系为直线时,称为库仑粉末。据& muc,这些数字越小,流动性越好。如果粉末层附着力强,V与S的关系是非线性的(如C线),粉末的剪切特性可以用Warren-Spring公式表示。& sigmaT & mdash拉伸强度;n & mdash剪切指数,当n的值接近1时,曲线接近直线。

(二)流动性的影响因素及改善方法

颗粒间的粘附力、摩擦力、范德华力和静电力阻碍了颗粒的自由流动,影响了粉体的流动性。粉末的流动性与粉末的粒度、形貌、表面结构、孔隙率和密度有关。可以通过改变这些物理性质来改善粉末的流动性。

1.适当增加颗粒尺寸

粒度对粉末的流动性有很大影响。当粒径减小时,表面能增加,粉末的粘附和聚集增加。一般来说,粒径大于200 mm时,休止角小,流动性好。随着粒径的减小(200-100mm),休止角增大,流动性降低。当粒径小于100 mm时,颗粒聚集,粘附力大于重力,导致休止角大幅度增加,流动性差。因此,适当增大粒度可以改善粉体的流动性。比如在流动性差的粉末中加入粗的粉末颗粒,也可以克服聚合力,增加流动性。粉末具有不同的性质和流动性,颗粒内聚力大于自身重力所需的粒径称为临界粒径。将粒度控制在临界粒度以上可以保证粉末的自由流动。

2.控制粉末的湿度。

粒子通常已经被吸附

3.添加润滑剂

加入适量的润滑剂,如滑石粉、氧化镁、硬脂酸镁等。,放入粉末中可以提高粉末的流动性。通常添加比粉末颗粒更细的物质会使粉末流动性变差。润滑剂虽然是微细粉末,但润滑剂可以降低固体粉末颗粒表面的吸附力,提高其流动性。另外,润滑剂的添加量也很重要。当粉末表面刚好覆盖润滑剂时,粉末的润滑性就会增强。如果加入过多的润滑剂,不仅起不到润滑作用,反而会形成阻力,导致流动性差。常用的各种润滑剂的用量有:1%氧化镁,1%~2%滑石粉,0.3%~1%硬脂酸镁,1%~3%氢氧化铝,约1%~3%硅胶。

4.颗粒形态和表面粗糙度

球形颗粒的光滑表面减少了接触点和摩擦的数量。


 

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