在制藥、涂料、電池漿料及化妝品等行業(yè)中,制備均勻、穩(wěn)定、無沉降的懸浮液是關(guān)鍵工藝目標(biāo)。高剪切分散機(jī)憑借其強(qiáng)大的機(jī)械剪切力,成為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的核心設(shè)備。要獲得理想效果,需從物料特性、設(shè)備參數(shù)與工藝控制三方面協(xié)同優(yōu)化。
首先,合理選擇定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)與間隙。高剪切分散機(jī)通過高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子與固定定子之間形成的狹小間隙產(chǎn)生強(qiáng)烈剪切、撞擊和湍流,從而打碎團(tuán)聚顆粒。對(duì)于微米級(jí)或納米級(jí)懸浮體系,應(yīng)選用多層精密定轉(zhuǎn)子(如三級(jí)或四級(jí)),并確保間隙控制在0.2–0.5 mm范圍內(nèi),以提升剪切效率。
其次,控制轉(zhuǎn)速與處理時(shí)間。轉(zhuǎn)速直接影響剪切強(qiáng)度,通常實(shí)驗(yàn)室機(jī)型可達(dá)8,000–12,000 rpm,工業(yè)型為3,000–6,000 rpm。但并非越高越好——過高的轉(zhuǎn)速可能導(dǎo)致局部過熱、氣泡卷入或顆粒過度破碎引發(fā)再團(tuán)聚。建議采用“階梯式”運(yùn)行:先低速潤濕粉體,再逐步升至目標(biāo)轉(zhuǎn)速,并通過粒徑分析儀監(jiān)測(cè)D90值,確定較佳處理時(shí)間(通常5–20分鐘)。
第三,優(yōu)化投料順序與分散介質(zhì)。應(yīng)先將液體基質(zhì)加入容器,再緩慢撒入粉體,避免“魚眼”結(jié)塊。必要時(shí)可添加潤濕劑(如Tween 80)或分散劑(如聚丙烯酸鈉),降低界面張力,提升顆粒表面電荷穩(wěn)定性(Zeta電位絕對(duì)值>30 mV更佳)。
此外,溫控不可忽視。高剪切過程易導(dǎo)致體系溫升,尤其對(duì)熱敏物料可能引發(fā)降解或粘度變化。建議配備夾套冷卻系統(tǒng),將溫度控制在工藝允許范圍內(nèi)(如≤40℃)。

而且,設(shè)備清潔與維護(hù)同樣重要。殘留顆粒會(huì)污染下一批次,影響重現(xiàn)性。每次使用后應(yīng)及時(shí)清洗定轉(zhuǎn)子組件,并檢查密封件是否磨損。
綜上,通過科學(xué)匹配設(shè)備性能、物料特性和工藝參數(shù),高剪切分散機(jī)全部能夠?qū)崿F(xiàn)高固含量、窄粒徑分布、長期穩(wěn)定的懸浮液制備,為后續(xù)生產(chǎn)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。