Порошки и их свойства
П орошки – свободнодисперсные системы с газообразной дисперсионной средой и твердой дисперсной фазой, которая состоит из частиц размером 10–8 – 10–4 м.
Порошки широко используются в медицине, фармацевтической промышленности. Многие лекарственные формы представляют собой гранулы – промежуточные продукты, из которых путем прессования получают таблетки.
Порошки можно рассматривать как осажденные аэрозоли с твердыми частицами. Однако частицы в них могут быть более крупными и достигать в диаметре до 1 – 2 мм. Порошки обычно полидисперсны.
В зависимости от свойств материала, назначения и экономических соображений порошки получают разными способами, которые подразделяют на физико-механические и физико-химические.
Физико-механические способы получения порошков основаны на процессах измельчения твердых материалов дроблением, а жидких материалов – распылением.
В основе физико-химических способов производства порошков лежат процессы окисления, восстановления, электролиза, поэтому химический состав исходных материалов и порошков не одинаков.
Газообразный характер дисперсионной среды и высокая концентрация твердых частиц придают порошкам свойства сыпучих тел. С другой стороны, поскольку между частицами порошка площадь контактов мала, в системе имеются каналы и пустоты, поэтому в целом порошки имеют капиллярную структуру.
Размеры частиц порошков изменяются в широком диапазоне и в зависимости от размеров частиц порошкам дают разные названия: при диаметре частиц 0,02 – 0,1 мкм – песок; 0,2 – 1 мкм – пыль; менее 2 мкм – пудра.
Для фармацевтических порошков наиболее тонкий помол соответствует размерам частиц 10 – 20 мкм (гризеофульвин, ксероформ).
Порошки характеризуются следующими свойствами:
насыпная плотность – масса единицы объема порошка, свободно насыпанного в какую-либо емкость;
слипаемость – склонность частиц порошка к образованию агрегатов;
сыпучесть – подвижность частиц порошка относительно друг друга и способность перемещаться под действием внешней силы;
текучесть – как и сыпучесть, зависит от характера контакта между частицами порошка;
гигроскопичность и смачиваемость – способность порошка поглощать влагу из окружающей среды;
влажность – отношение массы влаги в материале ко всей массе материала (сухому веществу вместе с влагой);
абразивность – характеризует твердость частиц, их форму, размер и плотность, имеет значение в технологических процессах для расчетов времени износа оборудования и разработки мер предупреждения истирания стенок аппаратов и трубопроводов;
электрическая проводимость – характеризуется величиной удельного электрического сопротивления слоя порошка, которое равно электрическому сопротивлению при прохождении тока через куб порошка со стороной, равной 1 м;
горючесть и взрываемость – характеризуются такими данными, как температура самовоспламенения в слое порошка, температура вспышки, максимальное давление взрыва, минимальное взрывоопасное содержание кислорода (окислителя) в пыли;
гранулирование – процесс образования в порошкообразной массе конгломератов (гранул) шарообразной или цилиндрической формы, более или менее однородных по величине.
Многие вещества применяются в сельском хозяйстве, промышленности и быту в порошкообразном состоянии, например, минеральные удобрения, пылевидные топлива, сухие краски, сажа, цемент, мел, мука.