Miscibilité
La miscibilité désigne la capacité de deux ou plusieurs substances à se lier entre elles de manière durable et homogène. Dans le cas des liquides, elle repose essentiellement sur des interactions intermoléculaires. Les liquides de polarité similaire sont généralement bien miscibles, tandis que ceux de polarité très différente ne peuvent généralement pas être mélangés. L'huile et l'eau en sont un exemple. Bien qu'elles puissent être dispersées temporairement par énergie mécanique, elles se séparent à nouveau en deux phases après l'arrêt de l'outil de mélange.
La production de mélanges liquide-liquide stables nécessite souvent des forces de cisaillement élevées. De plus, des émulsifiants peuvent être utilisés pour réduire la tension interfaciale et faciliter la formation de gouttelettes finement réparties. Sans ces additifs, des processus de coalescence se produisent, entraînant une nouvelle séparation.
Dans les systèmes solides-liquides, la mouillabilité est d'une importance capitale. Les poudres hydrophobes sont difficiles à mouiller avec de l'eau en raison des tensions interfaciales élevées et des faibles forces d'adhérence qui se forment. Les poudres hydrophiles présentent un comportement différent. Dans ce cas, une goutte qui tombe est rapidement absorbée, mais souvent sans répartition latérale suffisante dans le lit de particules. Le mélangeur peut certes introduire le liquide, mais il ne favorise pas toujours sa propagation dans le tas.
Dans les mélanges poudre-poudre, les propriétés des particules telles que la taille des grains, la densité, l'énergie de surface, la teneur en humidité, le magnétisme ou la charge électrostatique influencent la miscibilité. Des tailles de particules très différentes favorisent les processus de ségrégation. Bien qu'il soit possible d'obtenir une qualité de mélange élevée pendant le mélange, les composants ont tendance à se séparer dès le remplissage ou le transport. Ce comportement résulte d'effets de percolation, d'un tri par densité ou de la formation de cavités dans la zone de contact des particules les plus grosses.
L'ajout de petites quantités de liquide peut augmenter le frottement interne dans le tas et ainsi réduire la tendance à la séparation. Cet effet est appelé granulation humide au stade initial. Dans d'autres cas, des agents fluidifiants humidifiés tels que le dioxyde de silicium ou le stéarate de magnésium peuvent modifier la surface des particules et ainsi changer le comportement d'écoulement. La capacité de ces substances à favoriser la miscibilité dépend du système et doit être testée empiriquement.
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