Le particelle molto fini tendono a formare agglomerati o addirittura aggregati. Le forze adesive interparticellari sono quindi insolitamente elevate rispetto alla gravità. Ciò rende più difficile il processo di omogeneizzazione nel miscelatore. Disagglomerare le particelle nanofini è difficile e richiede l'uso di strumenti ad alta velocità. amixon® installa nel miscelatore rotori di taglio ad alta velocità, HighShearBlades o statori di rotori. Materiali temprati, armature e rivestimenti impediscono l'usura. Inoltre, impediscono la contaminazione delle nanopolveri con il materiale degli utensili di dispersione.
Tecnologia delle particelle
A differenza di quanto avviene nell'ingegneria meccanica, non sono i singoli pezzi – con l'unità di misura millimetro = 10-3-3 m – ad essere presi in considerazione, bensì i sistemi di particelle eterogenee.
Supponiamo di aver calcinato in un forno 100 kg di un corpo ceramico colorato. La massa viene poi macinata in un macinatore o in un mulino a getto d'aria. Dopo il processo di frantumazione possiamo supporre che ogni particella di questo lotto di 100 kg abbia un aspetto leggermente diverso da tutte le altre. A questo proposito, la definizione dei tratti caratteristici dell’insieme di particelle può essere effettuata solo con l'aiuto di metodi statistici. La classica misura di lunghezza per descrivere una particella è il micrometro: 1 µm = 10-6 m = 1E-6 m. Il classico diametro delle particelle di materiali sfusi può essere ad esempio di 0,1 µm o di 200 µm. Tuttavia, le particelle di un materiale sfuso possono anche essere molto più piccole. Vengono quindi chiamate “nanoparticelle”. Il diametro delle particelle è di un millesimo di micrometro. L'unità di misura utilizzata è il nanometro: 1 nm = 1/1000 micrometro = 10-9 m = 1E-9 m.
Le caratteristiche dei materiali sfusi possono essere: Diametro delle particelle, distribuzione granulometrica, forma delle particelle, sfericità delle particelle, densità di impaccamento, densità di massa, comportamento di adesione e coesione, comportamento di sinterizzazione, consolidamento temporale, comportamento di flusso, punti di scorrimento e di snervamento, contenuto di umidità, capacità di miscelazione, tendenza alla segregazione, durezza delle particelle, tendenza all'agglomerazione, comportamento di affondamento e disperdibilità in mezzi gassosi o liquidi, affinità con mezzi liquidi o gassosi, solubilità, tendenza all'assorbimento, porosità, area superficiale specifica, capacità di trattenere l'aria, carica elettrostatica, tendenza alla polvere e molte altre ancora.
Se un materiale sfuso viene macinato o nebulizzato molto finemente, la superficie solida aumenta in maniera esponenziale.
Se i materiali sfusi vengono convertiti allo stato nano-fine, la loro attività chimica aumenta. Inoltre, le proprietà chimiche e fisiche possono cambiare in modo significativo. Ad esempio, i materiali ceramici creati con nanoparticelle possono essere duttili come i materiali metallici. La loro superficie specifica estremamente elevata li rende interessanti in chimica come catalizzatori. Sono potenti assorbitori di luce e possono essere utilizzati come protezione UV nelle creme solari e nelle pitture in emulsione. Le nanotecnologie sono utilizzate anche nella tecnologia medica e nella produzione di semiconduttori. Le nanoparticelle si formano anche in modo naturale quando le merci bruciano. Ad esempio, sono generate di proposito per produrre nerofumo come pigmento nero (pirolisi). Agglomerazione strutturale di nanoparticelle. La manipolazione di particelle molto fini può comportare dei rischi. I miscelatori amixon® offrono un elevato livello di sicurezza. Sono permanentemente a tenuta di gas e i loro strumenti di miscelazione ruotano a frequenze di rotazione relativamente basse.
Ad ogni divisione delle particelle, la superficie della polvere aumenta. L'area superficiale cresce in modo esponenziale. Il materiale sfuso cambia le sue proprietà di scorrimento. Diventa sempre più appiccicoso. Assomiglia a una pasta altamente viscosa (materiali ceramici). Allo stato nanoparticolato, tuttavia, una polvere può anche avere una maggiore "capacità di trattenere l'aria" e fluidificare (fuliggine industriale da pirolisi). Entrambi i fenomeni complicano la manipolazione dei materiali sfusi nanoparticellati.
miscelatore bialbero amixon® con due rotori di taglio.
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