Смешиваемость

Смешиваемостью называется способность двух или более веществ прочно и однородно соединяться друг с другом. В случае жидкостей она в основном основана на межмолекулярных взаимодействиях. Жидкости с одинаковой полярностью, как правило, хорошо смешиваются, в то время как жидкости с сильно различающейся полярностью, как правило, не смешиваются. Примером этого являются масло и вода. Хотя они могут быть кратковременно диспергированы с помощью механической энергии, после отключения смесительного устройства они снова разделяются на две фазы.

Для получения стабильных жидкостно-жидких смесей часто требуются высокие сдвиговые силы. Дополнительно можно использовать эмульгаторы, которые снижают межфазное натяжение и облегчают образование мелкодисперсных капель. Без этих вспомогательных веществ возникают процессы коалесценции, которые приводят к повторному разделению.

В системах «твердое вещество-жидкость» смачиваемость имеет центральное значение. Гидрофобные порошки трудно смачивать водой, поскольку образуются высокие межфазные напряжения и низкие адгезионные силы. Гидрофильные порошки ведут себя иначе. Здесь попадающая капля быстро впитывается, но часто без достаточного бокового распределения в слое частиц. Хотя смеситель может вводить жидкость, он не всегда способствует ее распространению внутри кучи.

В смесях порошок-порошок на смешиваемость влияют такие свойства частиц, как размер зерен, плотность, поверхностная энергия, влажность, магнетизм или электростатический заряд. Сильно различающиеся размеры частиц способствуют процессам сегрегации. Хотя во время смешивания можно достичь высокого качества смешивания, уже при розливе или транспортировке компоненты имеют тенденцию к расслоению. Такое поведение является результатом перколяционных эффектов, сортировки по плотности или образования пустот в зоне контакта более крупных частиц.

Добавление небольшого количества жидкости может увеличить внутреннее трение в куче и, таким образом, уменьшить склонность к расслоению. Этот эффект называется влажной грануляцией на начальной стадии. В других случаях увлажненные антислеживающие добавки, такие как диоксид кремния или стеарат магния, могут изменять поверхность частиц и, таким образом, изменять текучесть. Способность этих веществ способствовать смешиваемости зависит от системы и должна быть проверена эмпирически.

amixon® располагает множеством методов диспергирования и смачивания и может продемонстрировать их в техническом центре.