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熱熔擠出物在高分子材料、制藥(尤其是固體分散體)、食品和塑料工業(yè)中應(yīng)用廣泛,而擠出物的后續(xù)粉碎是決定最終產(chǎn)品性能(如粒度、流動(dòng)性、穩(wěn)定性)的關(guān)鍵步驟。
一、由于熱熔擠出物通常具有以下特性,使其粉碎面臨獨(dú)特挑戰(zhàn),難度很大:
1、高韌性、粘彈性:
在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)或熔點(diǎn)以上加工后,擠出物往往處于高彈態(tài),而非脆性狀態(tài),難以有效斷裂,粉碎難度大。
2、熱敏感性:
粉碎過(guò)程產(chǎn)生的機(jī)械能會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能,可能導(dǎo)致物料變軟、熔融或粘連,特別是對(duì)于低Tg的聚合物或含有低熔點(diǎn)藥物的體系。
3、粘附性:
熔融狀態(tài)的聚合物容易粘附在粉碎設(shè)備的介質(zhì)和內(nèi)壁上,導(dǎo)致效率下降和產(chǎn)品損失。
4、目標(biāo)粒徑要求:
在制藥領(lǐng)域,通常需要將擠出物粉碎成細(xì)粉(如150-500微米),用于后續(xù)的膠囊填充或壓片,這對(duì)粉碎效率和粒度控制能力提出了高要求。
二、 粉碎工藝設(shè)計(jì)思路:
1、低溫粉碎:
熱熔擠出物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg):這是最重要的參數(shù)。粉碎最好在遠(yuǎn)低于物料的Tg下進(jìn)行,此時(shí)物料處于玻璃態(tài),呈現(xiàn)脆性。因此,粉碎系統(tǒng)必須配備低溫制冷系統(tǒng)。
2、聚合物載體性質(zhì):
聚合物的分子量、鏈結(jié)構(gòu)、結(jié)晶度等會(huì)影響其機(jī)械強(qiáng)度和斷裂行為。因此,必須采用符合此特點(diǎn)的機(jī)型結(jié)構(gòu)。
3、藥物負(fù)載量:
高濃度的API可能會(huì)改變整個(gè)體系的機(jī)械性能,使其更脆或更韌。
4、擠出物形態(tài):
條狀、棒狀還是片狀?初始尺寸和形狀影響粉碎的機(jī)型和方式。
三、目前市場(chǎng)上熱熔擠出物粉碎機(jī)現(xiàn)狀:
1、液氮低溫粉碎機(jī):
設(shè)備成本高,使用成本高,且具有一定的危險(xiǎn)性。
2、錘式粉碎機(jī):
效率低,能耗高。需要經(jīng)過(guò)多次粉碎(15次)以上,才有可能達(dá)到要求。
3、氣流粉碎機(jī):
無(wú)法粉碎。
四、北京開創(chuàng)同和的超低溫超微粉碎機(jī):
經(jīng)過(guò)技術(shù)人員的不斷實(shí)驗(yàn)和摸索,我司機(jī)型可以粉碎改型物料。并且具有細(xì)度高(40μm以上)、溫度低(物料不結(jié)塊)、使用成本低(常溫常壓)無(wú)需液氮、粒度粗細(xì)可調(diào)控、只需一次性粉碎等特點(diǎn)。
目前已有多個(gè)使用案例,見附圖。
歡迎遇到此類粉碎難題的用戶隨時(shí)溝通。
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