Les effets d'un disperseur ultrasonique sur les mesures en ligne

Pour la caractérisation et la mesure des particules primaires, les particules doivent être bien dispersées car les agglomérats faussent les résultats des mesures. Les ultrasons sont un outil fiable pour détruire les agglomérats et créer des conditions dans lesquelles les particules primaires sont maintenues à une distance suffisante les unes des autres pour pouvoir être détectées en tant que particules individuelles. L'étude suivante de Sequip présente la combinaison réussie des méthodes de Hielscher et de Sequip. dispositif à ultrasons avec Sequip Sequip pour une caractérisation fiable des particules.

En raison des forces de liaison entre les particules, par exemple les forces de van der Waals, les particules ont tendance à s'agglomérer et à s'agréger. Ainsi, plusieurs particules (primaires) fusionnent et forment une particule plus complexe (appelée particule secondaire). Les processus d'agglomération et d'agrégation influencent la mesure de manière significative pour les raisons suivantes :

• des changements dans la distribution de la taille des particules (puisque les agglomérats sont mesurés comme une seule particule)
• les modifications des propriétés d'écoulement
• les modifications de l'état normal du matériau

Par conséquent, le processus est influencé par de nombreuses variables, ce qui nuit à la fiabilité de l'évaluation.

mesure des particules

Les capteurs PAT de Sequip sont développés pour la mesure directe des particules afin que les changements dans la distribution de la taille des particules soient enregistrés de manière cohérente et évalués en toute sécurité. L'équipement de mesure PAT in situ permet d'obtenir des informations supplémentaires pendant le développement de nouvelles formulations concernant la morphologie globale ainsi que de contrôler la qualité du produit pendant le traitement.
La mesure peut être effectuée in situ en laboratoire ou en ligne et en temps réel pendant le processus, ce qui permet d'obtenir des résultats de mesure exacts en fonction des caractéristiques du produit et de la gamme dynamique des tailles.

Le problème :

Les agglomérats faussent les résultats de la caractérisation des particules. Pour obtenir des mesures fiables, il faut empêcher le processus d'agglomération. Le moyen le plus simple est l'ajout d'un dispersant/additif dispersant. Toutefois, l'utilisation d'un dispersant modifie la formulation originale du produit et, par conséquent, les résultats de la mesure ne reflètent pas la distribution réelle des tailles. Pour le contrôle du processus pendant la production, l'utilisation d'additifs dispersants est donc une méthode inappropriée.

Le diagramme ci-dessous représente le PVC800, un polychlorure de vinyle, avec une distribution de la taille des particules de max. 500-630μm. Cependant, en raison de l'agglomération, les résultats des mesures montrent des pics de 1400μm.

La figure 1 montre la mesure du PVC 800 : le PVC 800 présente normalement une distribution granulométrique avec des pics à environ 500-630μm. Ici, cependant, des pics allant jusqu'à 1400μm sont mesurés en raison de l'agglomération.

La solution :

Une alternative indépendante du processus est l'installation d'un disperseur à ultrasons.
Pour démontrer l'influence positive de la dispersion ultrasonique, la suspension de PVC800 a été désagglomérée par sonication. Un bécher en verre contenant la formulation de PVC800 a été sonifié avec le disperseur ultrasonique UP200S pendant que les particules étaient caractérisées in-situ avec le capteur PAT de Sequip.
L'homogénéisateur ultrasonique couple des ondes ultrasoniques dans le milieu en générant des vibrations mécaniques et de fortes forces de cisaillement. Les ultrasons de haute puissance et de basse fréquence dispersent efficacement les agglomérats. Ainsi, seules les particules individuelles entrent dans le champ de vision du capteur, ce qui permet de mesurer la véritable distribution de la taille des particules – comme le montre clairement le diagramme suivant :

Fig. 2 : Le diagramme montre clairement que la mesure des particules de PVC 800 à l'aide d'ultrasons (vert) présente une distribution granulométrique plus petite et plus régulière que les résultats de la mesure obtenus sans ultrasons (rouge).

Résumé

Il a été démontré que l'échographie est un outil adéquat et fiable pour désagglomération et rupture des particules. La dispersion par ultrasons peut être mise en œuvre de manière flexible à n'importe quel stade de la production et garantit une mesure et une évaluation fiables de la taille des particules grâce au système de capteurs PAT de Sequip.

Sequip