Primeiro, o princípio da mistura.
Ao agitar as pás e a estrutura giratória, a suspensão mecânica é gerada e mantida, e a transferência de massa entre as fases líquida e sólida é intensificada. A agitação sólido-líquido é geralmente dividida nas seguintes etapas: (1) suspensão de partículas sólidas; (2) ressuspensão de partículas sedimentadas; (3) infiltração de partículas em suspensão no líquido; (4) dispersão de aglomerados de partículas por meio de forças entre as partículas e entre as partículas e as pás, ou controle do tamanho das partículas; (5) transferência de massa entre o líquido e o sólido.
Em segundo lugar, o efeito de agitação.
O processo de mistura consiste em combinar os diversos componentes da pasta em uma proporção padrão para preparar uma pasta que facilite o revestimento uniforme e assegure a consistência das peças polares. Os ingredientes geralmente compreendem cinco processos, a saber: pré-tratamento, mistura, umectação, dispersão e floculação das matérias-primas.
Terceiro, os parâmetros da pasta.
1, viscosidade:
A resistência de um fluido ao escoamento é definida como a quantidade de tensão de cisalhamento necessária por plano de 25 px² quando o líquido está escoando a uma taxa de 25 px/s, chamada viscosidade cinemática, em Pa.s.
A viscosidade é uma propriedade dos fluidos. Quando o fluido escoa em uma tubulação, existem três estados de escoamento: laminar, transitório e turbulento. Esses três estados de escoamento também estão presentes em equipamentos de agitação, e um dos principais parâmetros que determinam esses estados é a viscosidade do fluido.
Durante o processo de agitação, geralmente considera-se que uma viscosidade inferior a 5 Pa.s caracteriza um fluido de baixa viscosidade, como água, óleo de rícino, açúcar, geleia, mel, óleo lubrificante, emulsões de baixa viscosidade, etc.; entre 5 e 50 Pa.s, um fluido de viscosidade média, como tinta, pasta de dente, etc.; entre 50 e 500 Pa.s, fluidos de alta viscosidade, como goma de mascar, plastisol, combustível sólido, etc.; e acima de 500 Pa.s, fluidos de viscosidade extremamente alta, como misturas de borracha, plásticos fundidos, silicone orgânico, etc.
2, tamanho de partícula D50:
A faixa de tamanho das partículas corresponde a 50% do volume das partículas na suspensão.
3, conteúdo sólido:
A porcentagem de matéria sólida na lama, a proporção teórica de conteúdo sólido, é menor que o conteúdo sólido da remessa.
Quarto, a medida dos efeitos mistos.
Um método para detectar a uniformidade da mistura e homogeneização de um sistema de suspensão sólido-líquido:
1. Medição direta
1) Método da viscosidade: amostragem em diferentes posições do sistema, medindo a viscosidade da suspensão com um viscosímetro; quanto menor o desvio, mais uniforme é a mistura;
2) Método das partículas:
A, coletando amostras de diferentes posições do sistema, usando um raspador de tamanho de partículas para observar o tamanho das partículas da suspensão; quanto mais próximo o tamanho das partículas estiver do tamanho do pó da matéria-prima, mais uniforme será a mistura;
B, amostragem de diferentes posições do sistema, usando um medidor de tamanho de partículas por difração a laser para observar o tamanho das partículas da suspensão; quanto mais normal a distribuição do tamanho das partículas, menores as partículas maiores e mais uniforme a mistura;
3) Método da gravidade específica: amostragem em diferentes posições do sistema, medindo a densidade da pasta; quanto menor o desvio, mais uniforme é a mistura.
2. Medição indireta
1) Método de teor de sólidos (macroscópico): Amostragem em diferentes posições do sistema, após cozimento em temperatura e tempo adequados, medindo-se o peso da parte sólida; quanto menor o desvio, mais uniforme a mistura;
2) MEV/EPMA (microscópico): amostrar de diferentes posições do sistema, aplicar ao substrato, secar e observar as partículas ou elementos no filme após a secagem da suspensão por MEV (microscopia eletrônica de varredura) / EPMA (análise por microssonda eletrônica); (os sólidos do sistema são geralmente materiais condutores)
Cinco, processo de agitação anódica
Negro de fumo condutor: Utilizado como agente condutor. Função: Conectar grandes partículas de material ativo para melhorar a condutividade.
Látex copolímero — SBR (borracha de estireno-butadieno): usado como aglutinante. Nome químico: Látex copolímero de estireno-butadieno (látex de poliestireno-butadieno), látex solúvel em água, teor de sólidos 48~50%, pH 4~7, ponto de congelamento -5~0 °C, ponto de ebulição em torno de 100 °C, temperatura de armazenamento 5~35 °C. O SBR é uma dispersão de polímero aniônico com boa estabilidade mecânica e operabilidade, e possui alta resistência de ligação.
Carboximetilcelulose sódica (CMC) – (carboximetilcelulose sódica): utilizada como espessante e estabilizante. Apresenta-se como um pó fibroso floculado branco ou amarelado, inodoro, insípido e atóxico; solúvel em água fria ou quente, formando um gel. A solução é neutra ou ligeiramente alcalina, insolúvel em etanol, éter e solventes orgânicos como álcool isopropílico ou acetona. É solúvel em solução aquosa a 60% de etanol ou acetona. É higroscópica, estável à luz e ao calor. A viscosidade diminui com o aumento da temperatura. A solução é estável em pH 2 a 10; em pH inferior a 2, ocorre precipitação de sólidos; em pH superior a 10, ocorre a mudança de cor. A temperatura de carbonização é de 227 °C, a temperatura de carbonização é de 252 °C e a tensão superficial da solução aquosa a 2% é de 71 nm/n.
O processo de agitação e revestimento do ânodo é o seguinte:
Sexto, processo de agitação do cátodo
Negro de fumo condutor: Utilizado como agente condutor. Função: Conectar grandes partículas de material ativo para melhorar a condutividade.
NMP (N-metilpirrolidona): utilizada como solvente de agitação. Nome químico: N-metil-2-polipirrolidona, fórmula molecular: C5H9NO. A N-metilpirrolidona é um líquido com leve odor de amônia, miscível em água em qualquer proporção e que se mistura quase completamente com todos os solventes (etanol, acetaldeído, cetonas, hidrocarbonetos aromáticos, etc.). Possui ponto de ebulição de 204 °C e ponto de fulgor de 95 °C. A NMP é um solvente aprótico polar com baixa toxicidade, alto ponto de ebulição, excelente solubilidade, seletividade e estabilidade. Amplamente utilizada na extração de aromáticos e na purificação de acetileno, olefinas e diolefinas. O solvente usado para o polímero e o meio para polimerização são atualmente usados em nossa empresa para NMP-002-02, com pureza >99,8%, densidade específica de 1,025~1,040 e teor de água <0,005% (500 ppm).
PVDF (fluoreto de polivinilideno): usado como espessante e aglutinante. Polímero cristalino em pó branco com densidade relativa de 1,75 a 1,78. Possui excelente resistência aos raios UV e às intempéries, e sua película não endurece nem racha mesmo após uma ou duas décadas de exposição ao ar livre. As propriedades dielétricas do fluoreto de polivinilideno são específicas, com constante dielétrica de 6 a 8 (MHz a 60 Hz) e tangente de perda dielétrica elevada, em torno de 0,02 a 0,2, e resistividade volumétrica ligeiramente menor, de 2 × 10¹⁴ Ω/NaN. Sua faixa de temperatura de uso contínuo é de -40 °C a +150 °C, na qual o polímero apresenta boas propriedades mecânicas. Possui uma temperatura de transição vítrea de -39 °C, uma temperatura de fragilização de -62 °C ou menos, um ponto de fusão cristalina de cerca de 170 °C e uma temperatura de decomposição térmica de 316 °C ou mais.
Processo de agitação e revestimento do cátodo:
7. Características de viscosidade da pasta
1. Curva da viscosidade da suspensão em função do tempo de agitação
Com o aumento do tempo de agitação, a viscosidade da suspensão tende a se estabilizar em um valor constante (pode-se dizer que a suspensão foi dispersa uniformemente).
2. Curva de viscosidade da suspensão em função da temperatura
Quanto maior a temperatura, menor a viscosidade da pasta, e a viscosidade tende a um valor estável quando atinge uma determinada temperatura.
3. Curva do teor de sólidos da lama do tanque de transferência em função do tempo
Após a mistura ser agitada, ela é bombeada para o tanque de transferência para revestimento. O tanque de transferência é agitado a uma rotação de 25 Hz (740 RPM) e rotação de 35 Hz (35 RPM) para garantir que os parâmetros da mistura permaneçam estáveis e não sofram alterações, incluindo a temperatura, a viscosidade e o teor de sólidos do material, assegurando assim a uniformidade do revestimento.
4, a viscosidade da suspensão em função do tempo
Data da publicação: 28/10/2019