中国粉体网讯 为了提高粉体颗粒的流动性,需要采取相应的措施以减少颗粒间的相互作用。
各行各业中存在着许多传统的改善粉体流动性的方法,大体上可以分为两类:通过增加颗粒尺寸和通过对颗粒进行表面改性。
(1)流动添加剂
流动添加剂可以明显改善粉体的流动性,避免出现结块和硬化的现象,流动添加剂的作用主要是减小颗粒间的粘附力。通过添加流动添加剂,可以增加颗粒间的接触距离,从而减小颗粒间的范德华力。纳米颗粒以及表面活性添加剂(表面活性剂)、聚合物可以作为流动添加剂加入,从而改善粉体的流动性。
纳米颗粒作为流动添加剂已经被人们使用了很长时间,在使用的过程中,纳米颗粒需分散到体系中,以便于均匀覆盖到粉体颗粒表面,而纳米颗粒对粉体颗粒的强亲和力使得他们直接可以紧密结合。
混合过程开始后,纳米颗粒首先以结合体的形式粘附于粉体颗粒表面,由于结合体中颗粒间作用力较弱,在混合的过程中逐渐解体,继而分散到粉体颗粒的其他位置,因此纳米颗粒的数量增加,并且分散得更加均匀。此外,这些小的结合体在颗粒表面的粘附力增加,从而可以起到改善颗粒流动性的效果。
(2)增加颗粒粒径
增加粉体颗粒的粒径是最传统的方法,该方法可以增加颗粒的重力,从而克服颗粒间的摩擦力等作用力,从而改善粉体的流动性。术语团聚(食品行业)和造粒(制药行业)都用于描述通过将许多单个的小颗粒组合在一起形成大颗粒的过程,而小颗粒的性质不会发生变化。经过这个过程,大颗粒的粒径比原始的小颗粒粒径大得多,从而可以起到改善粉体流动性的效果。
以乳制品粉体为例,团聚过程通常发生在喷雾干燥室或喷雾干燥后的外部流化床中,在喷雾干燥室中,通过湿颗粒(初级团聚)或湿颗粒和干颗粒(次级团聚)的碰撞从而发生团聚。在这个过程中,卵磷脂这一种天然的富含磷脂的表面活性剂通常被用作粘合剂,可以有效的将颗粒结合在一起,形成大的团簇状结构。
(3)结晶工艺的优化
人们普遍认为粉体的流动性可以通过颗粒的尺寸增加而改善,对于晶体颗粒,可以通过结晶的方法改变晶体形状和尺寸,从而对流动性有所改善。这种方法可以集结晶和造粒于一步,操作简单。此外,该方法还有许多优点,例如整个过程可以在无菌的环境中操作、无需添加额外的辅料以及可以应用于GMP生产。
研究表明,可以通过优化结晶过程(溶剂选择、原料选择、过饱和度控制)改善晶体颗粒的形貌和大小,而晶体颗粒的尺寸又可以影响其体积特性,如堆密度、流动性。在Anneke的研究中,通过重新设计结晶工艺,获得了粒径分布均匀且尺寸较大的颗粒,提高了晶体颗粒的堆密度等流动性指标。在研究过程中,改变晶体颗粒形状的方法包括:溶剂筛选、晶体结构分析、化合物筛选、添加剂控制结晶。
参考来源:张旭栋.结晶改善粉体流动性及高流动性高活性氧化镁的制备研究
(中国粉体网编辑整理/青黎)
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