THINKY日新基行星式小型搅拌机核心技术解析

在科研与工业领域，高效且均匀的物料混合与脱泡一直是工艺过程中的关键环节，日本THINKY日新基的行星式小型搅拌机以其独特的技术与稳定的性能，正成为众多实验室和生产线上的得力助手。

无论在新材料研发、新能源电池制备，还是生物制药、电子封装领域，都需要将不同组分物料快速、均匀地混合，并去除其中气泡以确保产品性能。THINKY行星式搅拌机通过其独特的“自转+公转"行星离心运动，实现了高效搅拌与脱泡，解决了传统搅拌方式易引入气泡、混合不均的痛点。

1 工作原理：当离心力主导流场

THINKY搅拌机的核心技术在于其行星离心混合技术。设备工作时，混合容器同时进行两种运动：绕自身轴线的自转和绕设备中心轴的公转。

这种复合运动产生的离心力可达400G甚至510G（根据不同型号和模式）。在这样的高离心力作用下，物料被紧紧压向容器底部，形成从中心向周边的强烈对流。同时，由于自转与公转方向的差异（通常自转顺时针，公转逆时针），物料内部会产生复杂的螺旋状流动模式，确保了各个方向上的均匀混合。

这种流动实现了三维方位的混合效果：

• 垂直方向：离心力迫使物料向下运动，同时在容器中心区域形成向上的回流，消除了密度分层现象。

• 径向方向：自转与公转的协同作用创造了强大的涡流，使容器边缘与中心的物料不断交换位置。

• 切向方向：不同转速差产生的剪切力有效打破颗粒团聚，实现微观尺度的均匀分散。

对于消泡过程，高离心力将气泡快速移至物料表面并破裂，而同时进行的混合动作防止了气泡被重新卷入，实现了搅拌与消泡的同时进行。

2 产品系列与技术特点

THINKY提供了多种型号的行星式搅拌机，满足不同应用场景的需求。以下是其主要产品系列及特点：

2.1 标准系列（常压型）

AR-100是系列中的最小机型，专为少量材料研发设计。它采用100ml一次性容器作为标准配置，免除了清洁环节，特别适合需要频繁更换材料的初期研发阶段。该机型外形紧凑（H328×W250×D250mm），重量约15kg，非常适合空间有限的实验室环境。

ARE-310是行业的标准型号，也是全球已安装超过30，000台的长销机型。它具备510G的消泡模式和400G的搅拌模式，最大处理容量达250ml，适用于从低粘度到高粘度材料的混合、分散及消泡。

ARE-500采用高度耐用的驱动系统，适用于生产环境，在对需要在大气压下加工的材料进行强力消泡方面拥有良好记录。

2.2 系列（特殊功能型）

ARE-400TWIN是双容器设计的型号，可同时处理两个样品，最大处理量为250ml/400g×2（毛重）。它配备了自转公转独立可变机构和温度监控功能，能够实时监测容器内材料温度，即使对温度敏感的材料也能精确控制工艺条件。

该机型还提供了丰富的外部接口（USB TypeB， RS485），可实现参数设定和运行数据的实时监控，为工艺优化和标准化生产提供了便利。

2.3 技术特点汇总

THINKY行星式搅拌机的共同技术特点包括：

• 广泛的材料适应性：可与从低粘度到高粘度的各种材料兼容，甚至可处理粘度高达4000Pa·s的粘性润滑脂。

• 高效的混合与消泡能力：可在几分钟内同时完成高粘度物料的搅拌和消泡。

• 灵活的处理容量：通过各种容器和适配器，可以处理从几毫升到250毫升（部分型号可达500ml）的材料。

• 精确的工艺控制：定时器可设定为5个存储器，每个存储器可设定为最多5个过程的连续操作。

• 独特的冷却机制：配备空冷结构，防止混合过程中物料温度过高，可选配保冷适配器以满足特殊材料需求。

3 核心优势与技术参数

3.1 与传统搅拌方式的对比

与传统搅拌设备相比，THINKY行星式搅拌机具有明显优势：

• 混合质量更高：行星离心运动确保了物料在三维空间内的均匀混合，死角。

• 工艺效率更高：搅拌与消泡同时进行，大幅缩短处理时间，从低粘度材料到高粘度膏体均可在几分钟内完成。

• 操作更简便：程序化控制，参数设定后即可实现一键操作，减少人为误差。

• 清洁更便捷：特别是AR-100等型号使用一次性容器，免清洗。

• 重复性更好：精确的转速与时间控制，确保不同批次间结果一致。

3.2 关键技术参数

下表列出了THINKY主要型号的关键技术参数：

4 应用场景与案例研究

THINKY行星式搅拌机凭借其性能，已在众多领域获得广泛应用：

4.1 新能源电池领域

在锂离子电池电极制备中，THINKY搅拌机用于均匀混合电极活性材料、导电剂和粘结剂。例如，在NMC111正极制备中，将活性物质、PVDF粘结剂和导电碳与NMP溶剂在Thinky行星搅拌机中以2000rpm混合10分钟，获得均匀的电极浆料。

4.2 电子与半导体领域

在电子封装材料、导电银浆、导热硅脂等材料的制备中，THINKY设备可实现填料均匀分散和高效脱泡。ARE-400TWIN能处理高粘度（4000Pa·s）的粘性润滑脂，满足半导体封装的高要求。

4.3 生物医学与高分子领域

在生物高分子材料研究中，THINKY用于混合弹性体组分，如PDMS（聚二甲基硅氧烷）的基料与交联剂混合，确保均匀固化。它也用于环氧树脂-胺类热固性微胶囊的制备，在2000rpm下混合4分钟并脱气。

4.4 纳米复合材料领域

通过配合旋转/超声波纳米分散机"分散纳米太郎"的预处理，THINKY设备可实现纳米级分散，用于制备CNF-Nafion复合膜、石墨烯氧化物墨水等纳米复合材料。

4.5 科研与教育领域

THINKY小型搅拌机特别是AR-100型号，因其体积小巧、操作简单，广泛应用于大学和研究机构的材料科学研究与教学工作中。

5 选型指南与使用建议

5.1 如何选择合适的型号

选择THINKY行星式搅拌机时，应考虑以下因素：

• 样品量：根据日常处理的样品量选择合适容量型号，少量研发选AR-100，中等批量选ARE-310，需并行处理选ARE-400TWIN。

• 材料特性：高粘度材料（如润滑脂）需选择ARE-400TWIN等强动力型号；温度敏感材料宜选配温度监控功能。

• 工艺要求：需要严格控制工艺参数和记录数据的应用，应选择ARE-400TWIN等具备外部接口的型号。

• 预算与使用频率：研发初期或使用频率不高可考虑基础型号，大规模生产则需耐用性更强的工业型型号。

5.2 使用注意事项

为了确保THINKY搅拌机的最佳性能和使用寿命，操作时应注意：

• 专用容器：只使用Thinky专用杯，普通塑料杯无法承受离心力会破裂。

• 适当装料：不要将杯子填满过半，因为杯子在混合器中倾斜安装，装满的杯子在放置时会溢出。

• 平衡重量：结合杯子/材料和混合器内的可移动杯架/适配器，设置混合器内的平衡拨盘至该重量。

• 避免过热：混合时间不宜过长——混合器在使用时会发热，弹性体可能在混合结束时实际固化。

• 程序选择：对于Ecoflex等材料，30秒混合+60秒消泡足够，但更粘稠材料可能需要更长时间。

6 发展趋势与未来展望

随着材料科学向纳米化、多功能化方向发展，对混合技术提出了更高要求。THINKY公司也在不断创新，产品发展趋势包括：

• 更高精度控制：如ARE-400TWIN已实现的温度监控和转速独立控制，未来将更加注重工艺参数的精确监测与控制。

• 更大处理能力：从AR-100的50ml到ARE-500的500ml，为满足不同规模需求，产品线持续扩展。

• 更智能化：通过USB、RS485等接口与PC或生产系统连接，实现远程监控和数据采集，适应工业4.0需求。

• 更专业化：针对特定行业开发专用机型，如用于高分子性体混合的优化机型。

THINKY行星式小型搅拌机凭借其独特的工作原理、稳定的性能表现和广泛的应用适应性，已成为材料研究与生产过程中的工具。它不仅解决了传统混合技术难以克服的均匀性与气泡问题，更通过标准化操作流程提高了工艺重复性和生产效率。

随着科技的进步，对材料混合质量的要求将愈发严格，而THINKY这类高精度、高效率的混合设备必将在未来的科研与工业发展中发挥更加重要的作用。