مسحوق كربونات الكالسيوم الثقيلة مادة معدنية غير عضوية غير معدنية نموذجية منخفضة الكربون وصديقة للبيئة. وهي من أهم مواد الحشو المستخدمة في الأغشية القابلة للتنفس. عند تحضير الأغشية القابلة للتنفس، يعمل مسحوق الكالسيوم الثقيل كعامل مسامي. من خلال التمدد أحادي الاتجاه أو ثنائي المحور، تنفصل مصفوفة البوليستر عن جزيئات الكالسيوم الثقيلة. تتشكل قنوات دقيقة بين جزيئات الحشو، مما يُكوّن غشاءً مساميًا دقيقًا. يسمح هذا الغشاء بانتشار بخار الماء مع منع تسرب الماء السائل. حاليًا، تؤثر نعومة مسحوق الكالسيوم الثقيل (d97) وتوزيعه، بالإضافة إلى محتوى المسحوق الناعم بسمك 2 ميكرومتر، بشكل مباشر على سيولة معالجة المسحوق/الراتنج. تؤثر هذه العوامل أيضًا على استقرار إنتاج الغشاء القابل للتنفس. ولها تأثير حاسم على تمدد الغشاء، وبنية المسام، ونفاذية الهواء، والخصائص الميكانيكية. لذلك، تركز هذه المقالة على التقنيات الرئيسية للطحن والتصنيف. وتتعلق هذه التقنيات بنعومة (d97) ومحتوى المسحوق الناعم بسمك 2 ميكرومتر.
الوضع الراهن
يتميز استخدام الكالسيوم الثقيل المحلي في الأغشية القابلة للتنفس ومنتجات الأغشية الأخرى بالخصائص التالية بشكل أساسي:
- نطاق تذبذب دقة d97 كبير، مما قد يُسبب عدم استقرار في جودة الأغشية القابلة للتنفس. خاصةً عند وجود جسيمات ذات حجم جسيمات أكبر في مصفوفة البوليمر، فإنها تُصبح نقاط تركيز إجهاد. هذا سيؤثر على أداء المنتج، بل ويجعل المعالجة اللاحقة مستحيلة.
- قد يؤدي محتوى المسحوق الناعم بسمك 2 ميكرومتر، سواءً كان أكثر أو أقل من اللازم، وخاصةً عند الإفراط، إلى تكتل المسحوق، مُشكّلاً جزيئات شبه كبيرة. هذا يُصعّب توزيع المسحوق، مما يؤثر على استقرار عملية إنتاج الغشاء القابل للتنفس وأدائه.
- وفقًا لتحليل العينات، أجنبي كربونات الكالسيوم تمت دراسة مسحوق الكالسيوم الثقيل الغشائي الخاص بالشركة. تتراوح دقة المسحوق d97 بين 16.5 و17.3 ميكرومتر، مع تذبذب في الدقة أقل من أو يساوي 1 ميكرومتر. يتراوح محتوى المسحوق الناعم بسمك 2 ميكرومتر بين 29.1% و30.3%. شكل الجسيمات كروي أو مغزلي الشكل تقريبًا. يتميز هذا المنتج بقدرة تنافسية عالية في السوق.
عملية الطحن
تُركز هذه التجربة على أربعة معايير عملية مرتبطة مباشرةً بعملية الطحن: سرعة القرص، وضغط الأسطوانة، وحجم جسيمات التغذية، وسمك طبقة المادة. ويُستخدم محتوى المسحوق الناعم بسمك 10 ميكرومتر في المسحوق المطحون كمعيار للتقييم. واستنادًا إلى بناء النموذج ومعايير التجربة الميدانية الأولية، تُحدد نطاقات المستويات لكل عامل كما هو موضح في الجدول.
عملية التصنيف والتدفق الثابت
وفقا للسابق تصنيفباستخدام معلمات اختبار حجم الهواء والضغط، ومحاكاة نموذج حقل التدفق، تُحدد سرعة دوار المصنف، وحجم الهواء، والضغط كمستويات عوامل لتجربة التصنيف. يوضح الجدول مستوى عملية التصنيف. وتُستخدم دقة المسحوق النهائي (d97 = 17±0.5 ميكرومتر) ونسبة المسحوق الناعم (2 ميكرومتر) كأساس للتقييم.
الإنتاج الصناعي والتطبيق
تم ضبط سرعة القرص على 42 دورة في الدقيقة، مع حجم جزيئات التغذية لا يتجاوز 8 مم، وسمك طبقة المادة 6 سم، وضغط الأسطوانة 60 كيلو باسكال.
تم ضبط سرعة دوار المصنف على 1400 دورة/دقيقة، وضغط الهواء على 12.1 كيلو باسكال، وحجم الهواء على 2.7×10⁴ متر مكعب/ساعة، واعتُبرت هذه المعلمات معلمات تشغيل النظام. بعد إجراء ثلاث عمليات تشغيل متواصلة للنظام في الموقع، كل منها لمدة 12 ساعة، أظهرت النتائج ما يلي:
- تتراوح دقة المنتج d97 من 16.53 إلى 17.32 ميكرومتر.
- كان محتوى المسحوق الناعم 2 ميكرومتر بين 28.9% و 30.3%.
وقد استوفت هذه النتائج مواصفات المنتج الأجنبي d97 = 17±0.5 ميكرومتر ومحتوى مسحوق ناعم 2 ميكرومتر من 28-31%، وكان الأداء أفضل من المنتجات المحلية المماثلة.
خاتمة
من خلال التحقيق التجريبي لعملية التدفق الثابت للطحن والتصنيف، والمراقبة في الوقت الحقيقي لمعلمات المعدات واكتشاف حجم الجسيمات، ومحاكاة معلمات العملية، تم تحديد معلمات عملية التدفق الثابت للمسحوق النهائي على النحو التالي:
كانت معلمات الطحن المثالية هي:
- سرعة القرص: 42 دورة/دقيقة
- حجم جسيمات التغذية: ≤8 مم
- سمك طبقة المادة: 6 سم
- ضغط الأسطوانة: 60 كيلو باسكال
وكانت نتائج التجربة المتعامدة متوافقة مع التوقعات التجريبية السابقة.
وكانت معايير التصنيف المثالية هي:
- سرعة دوار المصنف: 1400 دورة/دقيقة
- ضغط الهواء: 12.1 كيلو باسكال
- حجم الهواء: 2.7×10⁴ متر مكعب/ساعة
وأظهرت المقارنة مع نتائج التجربة المتعامدة أن تأثير التصنيف ومعدل تأهيل المسحوق النهائي المتوقع كانا متسقين.
من خلال البحث التجريبي المذكور أعلاه حول معلمات العملية، يتم إنتاج المواد الموفرة للطاقة والفعالة للغاية مسحوق كربونات الكالسيوم الثقيلة تم التوصل إلى أغشية قابلة للتنفس.
مسحوق ملحمي
إيبك باودر، خبرة تزيد عن 20 عامًا في صناعة المساحيق فائقة النعومة. ندعم بنشاط التطوير المستقبلي للمساحيق فائقة النعومة، مع التركيز على عمليات التكسير والطحن والتصنيف والتعديل. تواصل معنا للحصول على استشارة مجانية وحلول مُخصصة! فريقنا من الخبراء مُلتزم بتقديم منتجات وخدمات عالية الجودة لتعزيز قيمة معالجة مساحيقك. إيبك باودر - خبيرك الموثوق في معالجة المساحيق!