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區(qū)分噴涂過程中不同批次間的差異

閱讀:663      發(fā)布時間:2020-6-1
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噴涂的過程是從存儲設備中抽取精細粉體(通常是聚合物),將其流化后再通過帶電噴嘴噴射到基質(zhì)上。粉體能否有效、均質(zhì)地流化變得十分關鍵。理想的狀態(tài)下過程中細顆粒不會形成團聚物堵塞噴嘴或者影響單個顆粒充電,避免黏附于基質(zhì)時形成團塊。倉儲設備中粉體能夠順暢流動也非常關鍵,粉體渦流也不會流化不良。

識別和量化工藝中與較好性能相關的粉體屬性,優(yōu)化新配方,節(jié)省時間和原材料成本,評估加工工藝的適用性,避免噴涂產(chǎn)品的浪費。

 

過程性能和產(chǎn)品質(zhì)量的差異

選用三批用于電暈充電系統(tǒng)的聚合物樣品。樣品A在噴嘴流通性、基質(zhì)粘附性上表現(xiàn)良好,樣品B的表現(xiàn)尚可接受;而樣品C則在這兩方面的表現(xiàn)不佳,容易導致噴嘴堵塞,運輸?shù)礁稍餇t的過程中就從基質(zhì)表面脫落。而粒徑分析的結論表明,三批粉體具有相同的中值粒徑和粒徑分布,理論上三批樣品都符合標準。

使用FT4粉體流變儀™對三批樣品進行測試分析。在多項測試中都可以看出樣品之間存在明顯差異,對此也給出了合理解釋,以便之后剔除不合格批次。

測試結果

動態(tài)測試
 

 

 

 

在三批樣品中,樣品A產(chǎn)生的基本流動能(BFE)和比流動能(SE)高,它們都表明該樣品具有較大的粘性和機械互鎖作用,有助于在基質(zhì)上形成均勻涂層。然而樣品C產(chǎn)生的BFE和SE低,無法達到形成均勻涂層所需的粘結作用,導致過早脫落。

可壓性

 

 

在三批樣品中,樣品C的可壓縮程度大,表明在強制流動的條件下傾向于壓縮緊實,例如,從存儲罐中抽取粉體傳送入流化室的過程。可壓性越強,越能形成團聚物,抑制了噴嘴的噴涂和充電操作。

透氣性

 

 

樣品A粉床壓降小,透氣性好,運輸時,該樣品的流動性好,并且一經(jīng)流化,容易在氣流中流動。樣品C粉床壓降大,透氣性差,可能導致粉體流化不穩(wěn)定,出現(xiàn)波動。

剪切盒測試

 

 

剪切盒測試中三批樣品無明顯的差異,剪切應力值接近,在2.5%的RSD范圍內(nèi)。可見此測試方法與加工性能缺少關聯(lián)性,說明剪切測試時固結、低流動的環(huán)境無法說明流化操作中動態(tài)、充氣時的行為。

結論

FT4使用多種方法測試三批粉體樣品的差異,清晰、可重復地鑒別出了動態(tài)、可壓性、透氣性的差異,與加工性能也有良好的相關性。同時結果也表明由于所處應力和流動形式不同,單純使用剪切盒測試難以表征該工藝下粉體的特性。在三批樣品中,樣品A的基本流動能、比流動能和透氣性好,可壓性低。這表明,要形成均勻的涂層,需要一定的粘性,但也會易于結團并且粉流不穩(wěn)定,終也可能導致加工問題。樣品C的基本流動能和透氣性差,可壓性大,運輸?shù)搅骰視r對壓制敏感,形成團塊堵塞噴嘴,導致充電不均。

可見粉體流動性并非材料的固有屬性,不同批次的樣品能夠得到某些標準,但是使用多元表征手段,模擬特定的工藝中的流動能力。可見獲得成功的產(chǎn)品,粉體原料需要與工藝條件完美配合。粘性粉體可能有助于涂層,但也可能導致結塊堵塞。可見不能只依靠單一表征手段,因此需要借助FT4的多種測試手段區(qū)分不同批次間的差異,模擬單元操作,深入研究粉體對各種加工和環(huán)境條件的響應。

 

欲知更多信息,或預約FT4粉體流動性測試儀演示,歡迎聯(lián)系:

麥克默瑞提克(上海)儀器有限公司

關于麥克儀器公司

麥克儀器公司是提供材料表征解決方案的廠商,在密度、比表面積及孔隙度、粒度及粒形、粉體表征、催化劑表征及工藝開發(fā)等五個核心領域擁有儀器和應用技術。

麥克儀器公司成立于1962年,總部位于美國佐治亞州諾克羅斯,在擁有400多名員工。公司同時具備豐富的科學知識庫和內(nèi)部生產(chǎn)制造,為石油加工、石化產(chǎn)品和催化劑、食品和制藥等多個行業(yè),以及下一代材料例如石墨烯、MOF材料、納米催化劑和沸石等表征提供高性能產(chǎn)品。公司設有Particle Testing Authority(PTA)實驗室,可提供商業(yè)測試服務。

戰(zhàn)略收購富瑞曼科技有限公司(Freeman Technology Ltd)和PID公司(PID Eng & Tech),也反映公司一直致力于在粉體和催化等工業(yè)關鍵領域提供優(yōu)化、集成的解決方案。

 

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