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國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO對(duì)橡膠添加劑白炭黑的粒徑表征的要求

白炭黑即沉淀二氧化硅,又名水合二氧化硅,，分子式為 SiO₂.nH₂O,，是一種白魚(yú),、無(wú)毒、無(wú)定形微細(xì)粉狀物,，具有多子性,、高分散性、質(zhì)輕,、化學(xué)穩(wěn)定性好,、耐高溫、不燃燒,、電絕緣性好等優(yōu)異性能的重要無(wú)機(jī)硅化合物,。其相對(duì)密度為2319-2653，熔點(diǎn)為1750℃,。主要用作橡膠,、塑料、合成樹(shù)脂以及油漆等產(chǎn)品的填充劑,，也可用作潤(rùn)滑劑和絕緣材料,。目前世界70%的白炭黑用于橡膠工業(yè),是優(yōu)良的橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑，能改善膠接性和抗撕裂性,，其性能明顯優(yōu)于普通炭黑,。2000年國(guó)內(nèi)橡膠工業(yè)總需求量大于160萬(wàn)噸,白炭黑在橡膠中已廣泛的用來(lái)替換炭黑。

白炭黑粒徑的大小會(huì)影響到在橡膠中的分散性能,、橡膠的拉伸性能,、耐磨性和抗?jié)窕阅堋Ｌ亢谠谙鹉z基體中的分散是影響復(fù)合材料的生熱和磨耗的關(guān)鍵因素,，從增強(qiáng)炭黑與橡膠之間的相互作用角度出發(fā),，通過(guò)炭黑改性、橡膠改性和液相復(fù)合技術(shù)等方法可制備綜合性能優(yōu)異的炭黑/橡膠復(fù)合材料,。

ISO20937《Rubber compounding ingredient-precipitated silica-Determination of aggregate size distribution by disc centrifuge》國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)采用差速離心法進(jìn)行白炭黑的粒徑表征,。利用離心圓盤(pán)可以精確測(cè)量白炭黑總的粒徑分布情況，根據(jù)測(cè)試的時(shí)間與轉(zhuǎn)速,，依據(jù)斯托克斯定律可以實(shí)現(xiàn)5nm-75um的粒徑測(cè)量,。

離心圓盤(pán)：允許轉(zhuǎn)速可以達(dá)到24000r/min

探頭式超聲儀：至少200W的功率

制冷溫度浴：如低溫溫度浴

高精密天平：±0.01g

一次性注射器：1ml和2ml的規(guī)格

卷邊瓶：推薦使用35ml,，直徑30mm,，高65mm

水：去離子水

蔗糖：粉末，≥99.7

十二烷：99%

PVC標(biāo)準(zhǔn)溶液：推薦使用220nm±20nm

目前對(duì)于炭黑粒徑的分析,，ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)推薦使用CPS Instrument,，Inc公司的納米粒度分析儀，并且詳細(xì)記錄了儀器中參數(shù)的設(shè)定值,，對(duì)于操作者只需要跟著內(nèi)容操作,，一步步進(jìn)行即可得到白炭黑的粒徑結(jié)果,。

美國(guó)CPS納米粒度分析儀（如圖所示）可以真實(shí)反映樣品在溶液中的真實(shí)粒徑分布狀態(tài)，粒徑測(cè)試結(jié)果的精確度媲美掃描電鏡,，分析范圍為5nm-75um,。主要特點(diǎn)如下：

所需樣品量少。每次只需要0.1ml,，這在疫苗研發(fā),、化學(xué)合成方面具有極大的優(yōu)勢(shì),。

一次測(cè)試可到40多個(gè)樣品,。在前處理準(zhǔn)備工作做完以后，可結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)顆粒一批次測(cè)試40多個(gè)樣品,。

分辨率高,。同激光散射和顆粒計(jì)數(shù)等方法比較，對(duì)于樣品中即使只有1%峰值差異的顆粒,，依舊可以很好地區(qū)分測(cè)量出來(lái),，即可以得到真實(shí)的粒度分布結(jié)果。

靈敏度高,。低至 10^-8 g 的樣品就可以滿(mǎn)足日常分析需要,。

分析時(shí)間端。和傳統(tǒng)沉降法比較,，由于采用更快的圓盤(pán)轉(zhuǎn)速和高速檢測(cè)器,，因此極大縮短了分析所需時(shí)間。對(duì)于粒徑分布范圍很寬的樣品,，通過(guò)可選的速度調(diào)節(jié)功能圓盤(pán),，僅需常規(guī)圓盤(pán)分析時(shí)間的 1/20。

圖1 CPS納米粒度儀（左圖為自動(dòng)進(jìn)樣器,，右邊為自動(dòng)梯度液生成器）

• CPS納米粒度儀

  檢測(cè)儀器在線詢(xún)價(jià)