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LUM穩(wěn)定性分析儀在涂料,墨水行業(yè)的應(yīng)用

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LUM穩(wěn)定性分析儀在涂料,墨水行業(yè)的應(yīng)用

LUM是世界上獨擁有靜置和離心加速兩個系列穩(wěn)定性分析儀的生產(chǎn)廠商。利用STEP技術(shù)—空間和時間透光率掃描技術(shù)(圖1),LUM各系列穩(wěn)定性分析儀可在樣品靜置或離心加速的同時,設(shè)置任意時間長度的掃描間隔(可每秒鐘掃描一次)對樣品進行任意位置的透光率變化的檢測。通過每個樣品*的透光率指紋圖譜,可以對樣品的分離行為和過程分析,得到樣品的不穩(wěn)定性指數(shù),界面遷移速度,顆粒速度和分布,粒度和分布等定量分析。

 

1-STEP技術(shù)

 

此外,LUM系列穩(wěn)定性分析儀可以實現(xiàn)多樣品測試,多可以同時測試12個樣品。并且有溫度控制模塊,4-60℃的溫控范圍可以滿足穩(wěn)定性測試的常規(guī)溫度條件。

這些定性和定量的結(jié)果非常適合墨水,涂料等分散體的穩(wěn)定性表征,終實現(xiàn)指導(dǎo)新產(chǎn)品設(shè)計, 現(xiàn)有產(chǎn)品的優(yōu)化,生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制及產(chǎn)品保質(zhì)期/貨架期預(yù)測等任務(wù)。本文結(jié)合諸多具體應(yīng)用案例,淺談LUM系列穩(wěn)定性分析儀在涂料,墨水等分散體行業(yè)的實際應(yīng)用。

 

一,分散體狀態(tài)變化的機理

分散體的穩(wěn)定性取決于諸多相關(guān)的物理,物理化學(xué)及化學(xué)參數(shù),因此其性質(zhì)是復(fù)雜的。穩(wěn)定性會受如下因素的影響:

  1. 分散相的質(zhì)量或體積濃度(如:空間均一性,稀釋或濃縮);
  2. 連續(xù)相的狀態(tài)(如:密度,黏度,表面張力,化學(xué)勢,溶劑);
  3. 分散相的狀態(tài)(如:粒徑和分布,形狀,顆粒形變,顆粒表面結(jié)構(gòu));
  4. 顆粒/液滴間相互作用(如:靜電和范德華力,空間阻力);
  5. 分散相和連續(xù)相間相互作用(如:潤濕性,界面張力,表面和流變學(xué),溶解性,可溶性,網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)形成)。

以上種種因素(包括但不限于)的影響,都會讓一個分散體的狀態(tài)出現(xiàn)上浮,沉降,團聚,聚并,奧斯特瓦爾德熟化,相反轉(zhuǎn)等各種變化。LUM穩(wěn)定性分析儀正是基于對這些失穩(wěn)過程的追蹤測量,實現(xiàn)對不穩(wěn)定性的定量檢測。

 

2-分散體狀態(tài)變化的機理

 

二, 分離行為和過程分析

本例中,比較同一個涂料樣品在不同溫度條件下沉降行為的不同。

3-溫度對沉降行為的影響

 

三, 穩(wěn)定性比較

本例中,對3款墨水樣品的沉降圖譜進行展示,并做不穩(wěn)定數(shù)值的定量比較:

4-墨水樣品的圖譜和樣品管對比

 

5-墨水樣品的不穩(wěn)定性指數(shù)柱狀圖

 

從透光率圖譜來看,透光率變化的劇烈程度從大到小依次是11A-紅色溶劑型油墨>2A-藍色水性油墨>10A-紅色水性油墨;從不穩(wěn)定性指數(shù)排名來看,從不穩(wěn)定到穩(wěn)定的樣品依次是11A-紅色溶劑型油墨>2A-藍色水性油墨>10A-紅色水性油墨。

相對于傳統(tǒng)靜置觀察時間慢,又無法定量比較的方法,LUM穩(wěn)定性分析儀可以在很短的時間內(nèi)即可對樣品進行快速的穩(wěn)定性排名。

 

四, 界面分層速度和界面位置的追蹤

本例中,比較攪拌和球磨2種不同分散法對涂料穩(wěn)定性的影響:

 

6-不同分散條件對樣品的沉降影響

 

        從透光率圖譜的變化來看,兩個樣品均是區(qū)域沉降的過程。其中普通攪拌分散的色漿,其譜線的間距在實驗初期就變得較寬,說明沉降較快;后期譜線的間隙變密,出現(xiàn)了沉降壓縮。從兩個樣品界面沉降的速度比較,球磨分散后的樣品沉降速度更慢一些。

 

五, 平均透光率

本例中,比較2個透明水性涂料的平均透光率差異:

 

7-透明水性涂料的平均透光率差異

 

LUM采用的STEP技術(shù),即空間和時間透光率掃描技術(shù),可以給出某個任意時刻樣品所有位置的平均透光率信息。一方面,樣品的平均透光率可以比較濁度/透明度,濃度差異;另一方面平均透光率隨時間變化慢的樣品,其穩(wěn)定性也較好。

 

 

 

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