一、粉体增密的背景与意义

众所周知，粉体产品涉及石油、化工、材料、能源、肥料、医药、食品、环保等国民经济的许多重要领域，是一种主要的产品剂形。然而随着全球环境意识和自动化水平的不断提高，粉体产品的局限性也越来越多的被人们所认识。

　　一方面，粉体产品极易飞扬，在包装、计量、输送、使用等许多环节均造成了严重的污染和大量的浪费;另一方面，粉体产品易固结、堵塞、偏析、脉动，同时流动性差，堆比重波动大，都给二次使用在计量、喂料等方面带来许多困难，影响了生产和使用过程自动化程度的提高;对于多组分的粉体产品，在包装、运输等过程中的人震动，还会造成轻重组分的重新分离，直接影响其使用性能。因此，对粉体进行增密已经必不可少。

粉体增密技术作为粉粒体过程处理的一个最主要分支,随着环保需求和生产过程自动化程度的提高,其重要性日益彰显。粉状产品致密化已成为世界粉体后处理技术的必然趋势。对粉状产品进行增密的深度加工,其意义主要体现在3个方面:一是降低粉尘污染,改善劳动操作条件(包括生产过程和使用过程);二是满足生产工艺需求,如降低孔隙率和比表面积等;三是改善产品的物理性能(如流动性、透气性、堆积相对密度、一致性等),避免后续操作过程(干燥、筛分、计量、包装)和使用过程(计量、配料等)出现偏析、气泡、脉动、结块、架桥等不良影响,对提高生产和使用过程的自动化、密闭操作创造了条件。

二、国内粉体增密技术的现状和展望

粉体增密是为了排去粉体颗粒之间的气体，降低空隙率，提高密度以实现粉体整体体积的减小，从而为后续的造粒过程做原料的预处理，提高生产效率。国内增密机主要是以压力成型的原理来增密的，其主要方法分为模压和挤压。挤压的压缩过程中物料发生一定的剪切和混合，而在模压中物料装在封闭模槽内，通过往复运动的冲头进行模塑，只受单项压缩力，几乎不发生颗粒内部运动和剪切作用。利用压力成型的方法制得的产品通常不需要进行加温等附加处理而直接使用。挤压产生的团块强度，一部分来自颗粒间的机械啮合，即在颗粒表面造成楔住和勾结。另一部分来自液体连接桥和分子粘结力。在压力作用下，颗粒间的接触增加，毛细水被挤到外表面，使分子力和薄膜水的联结作用加强。压力增大时，颗粒间的接触面积增大，颗粒发生塑性变形，液体连接桥和分子力起的作用也会增大。

压制时为了均匀传递压力及减小不希望的摩擦效应，需要添加润滑剂。为了增加液体连接桥和分子力，需要加入黏结剂。所以，通常在增密过程中加入特定以及定量助剂，不仅改善团块强度，提高产品质量，也作为润滑剂降低物流与模具间的摩擦与磨损。

国内常见的增密机主要有对辊式，双螺杆式以及真空式。对辊式增密机是将粒状物料带入两个以相反方向回转的辊子缝隙中。当给料进入对辊间的最小缝隙处时，料粒便被压成团块。优点是可以通过辊子上的窝坑或刻槽来控制团块形状，缺陷是两辊子的旋转方向相反，在设计传动机构时需要引起注意。在双螺杆增密机中，物料经过加料口，在旋转螺杆的作用下，被搓成团状并沿螺槽滚动前进，因螺杆的剪切、压缩与搅拌作用，物料受到进一步的混炼和塑化，温度和压力逐步升高，呈现出粘流状态，并以一定的压力和温度通过机头，最后达到增密的效果。双螺杆增密机又以两根螺杆的旋转方向的异同分为同向式和异向式。主要用于橡塑和工程树脂的填充、共混、改性、增加、氯化、聚丙烯和高吸水性树脂的加工；可降解母粒、聚酰胺缩聚、聚氨脂加聚反应的挤出等场合。双螺杆增密机的优点是连续剪切挤压，物料均匀，输出速度稳定且具有自洁性能。另外，它的输送率高，螺杆特性平缓。真空式增密机是对密闭容器抽真空，然后利用大气压来压制增密，排出气体和水分，效果不突出，故使用较少。