Tim Freeman粉體流動專欄 |使用FT4粉體流變儀進行動態(tài)測試

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作者：Tim Freeman 來源：CPhI制藥在線

2021-06-10

在使用FT4粉體流變儀?進行動態(tài)流動測試期間，獲得專利的螺旋槳葉沿著精確預設的螺旋路徑下降通過粉床。隨著槳葉的下降，粉體在旋轉和軸向上都抵抗槳葉的運動，因此在槳葉上產(chǎn)生扭矩和應力。

在使用FT4粉體流變儀™進行動態(tài)流動測試期間，獲得專利的螺旋槳葉沿著精確預設的螺旋路徑下降通過粉床。隨著槳葉的下降，粉體在旋轉和軸向上都抵抗槳葉的運動，因此在槳葉上產(chǎn)生扭矩和應力。FT4獨特的專利技術能夠測量動態(tài)流動測試期間的軸向力和旋轉扭矩。

扭矩和應力的測量每20ms記錄一次，并保存在測試文件中。隨后根據(jù)移動距離的函數(shù)測量該過程所消耗的能量 (即所做的功)。例如，基本流動能的定義為標準槳葉以100mm/s的葉端速度，并以-5°的螺旋角逆時針向下通過預處理粉體所做的功。

經(jīng)驗表明：扭矩在確定流動能時極為重要，通常占到總流動能測量值的80-95%。測量扭矩大大增加了動態(tài)流動測試的靈敏性，使其成為最有價值的FT4方法之一。

應力能和總能量之間的差異

下圖顯示了動態(tài)流動測試中應力能和總能量測量值之間的差異。使用FT4對兩種經(jīng)過處理的氧化鋁粉體進行評估，已知它們在目標應用中有不同的表現(xiàn)。穩(wěn)定性和變流速測試中各個測試階段都能清晰、可重復地區(qū)分樣品。

經(jīng)過處理的氧化鋁 – 應力+扭矩測量

經(jīng)過處理的氧化鋁 – 僅應力測量

然而刪除測量值中的扭矩元素后，可以看到，應力對總能量測量的貢獻超過90%。當只顯示應力能時，無法清晰、可重復地區(qū)分樣品。

結論

上述案例很清楚地說明，為什么在動態(tài)流動測試中測量應力和扭矩非常重要。僅測量應力限制了值的范圍，降低了測試的靈敏性，并且嚴重降低了識別和量化樣品間差異的能力。只有組合兩者的測量值，才能完全了解粉體的動態(tài)流動屬性，大幅提高靈敏性以及區(qū)分相似樣品的能力。

粉體流動性并非材料的固有屬性，而是粉體在特定設備中以所需方式流動的能力。相同的粉體在一個過程中流動順暢，而在另一個過程中流動不佳的情況很常見。性能優(yōu)異完全取決于粉體與設備之間的兼容性，為此FT4提供了廣泛的測試方法，讓粉體經(jīng)受各種應力和流動狀態(tài)，模擬過程中所經(jīng)歷的一系列操作。