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離心沉降粒度儀——炭黑行業(yè)金標(biāo)準(zhǔn)
閱讀：280 發(fā)布時間：2024-12-23
炭黑是一種常見的材料,，具有廣泛的工業(yè)應(yīng)用,。在制造輪胎和其他橡膠材料時用作耐磨填料。炭黑還用作涂料和清漆,、塑料,、印刷油墨和調(diào)黑劑中的顏料。由于炭黑聚集體的粒度分布（PSD）與分散體的熱性能和機械性能密切相關(guān),，因此炭黑 PSD 的測量對于質(zhì)量控制非常重要,。非團(tuán)聚炭黑的典型尺寸范圍為 10 nm 至 500 nm。雖然樣品可能顯示為單峰,，但典型的炭黑 PSD 為寬分布,。
鑒于樣品小尺寸和寬分布的特點，40多年來,，DCP一直是炭黑粒徑測量的好儀器,。DCP的測量原理非常成熟，儀器具有高準(zhǔn)確度和超高分辨率的特點,，是一款非常有價值的工業(yè)用設(shè)備,。
樣品制備如下所示：
試劑準(zhǔn)備：
除非另有規(guī)定,僅使用分析純試劑。
1,、水,，GB/T6682，三級,。
2,、乙醇，分析純,。
3,、表面活性劑，非離子型,0.02%~0.05%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）,。
4,、十二烷，>98%（色譜級）,。
5,、旋轉(zhuǎn)液。由水(1)和表面活性劑(3)構(gòu)成,，用0.1 mol/L的 NaOH 調(diào)節(jié) pH值為 9.0~10.0,。
6、分散液,。由20 ml 乙醇(2)和80 ml 含表面活性劑(3)的水(1)構(gòu)成,。需用0.1mol/L的NaOH 調(diào)節(jié) pH 值為 9.0~10.0。
樣品制備：
1、50ml燒杯中稱取20mg炭黑樣品,；（按 GB/T 3778 的規(guī)定進(jìn)行取樣,。）
2、加入20ml分散液,。
3,、選擇超聲波能量和模式(如脈沖模式)，所需能量為0.005kW·h（18kJ）,。這樣可獲得60W的功率,，只需5 min 超聲時間。
4,、開始超聲,并按下連接超聲波設(shè)備和電源的能量儀。
注：超聲時將分散容器浸入冷卻介質(zhì)（如冰水）中,，降低超聲時產(chǎn)生的熱量,。試驗樣品的溫度需與測試環(huán)境的溫度一致，降低圓盤的熱梯度,。如果超聲過程樣品損失量大,，或者超聲時間超過1h，需要對樣品進(jìn)行重新處理,。
圓盤式離心沉降粒度儀按照顆粒大小將混合物分離成不同的組分,。DCP 的實驗條件包括選擇合適的測量時間和轉(zhuǎn)速，以達(dá)到所需的分離效果,。如使用8000 rpm 的轉(zhuǎn)速可以在 60 min 的運行時間內(nèi)覆蓋 d = 0.029 至 0.656 μm 的尺寸范圍,。使用DCP 建模工具（計算器）可以在實際測量前對該范圍進(jìn)行估算。
DCP 原始數(shù)據(jù)圖,。橫軸是時間（sec）,，縱軸是 信號值（volts）
使用一系列已知值（圓盤尺寸、轉(zhuǎn)速,、旋轉(zhuǎn)液密度及粘度等參數(shù)），將原始數(shù)據(jù)進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為易于讀取的粒度分布。傳統(tǒng)的 DCP 測量在line start 模式下進(jìn)行,，這意味著在注入少量樣品后,，顆粒向圓盤邊緣遷移，從而將混合物的每個組份分離成離散的條帶（如果存在）,。
粒徑的微分和積分分布
微分分布（上圖）顯示平均粒徑略低于 0.1 μm,，最大粒徑約0.3 μm，90% 的顆粒粒徑值低于 0.13 μm,。
計算的平均直徑為 0.096 μm（96 nm）
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