GB T 20099-2006 样品制备.粉末在液体中的分散方法.pdf

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1、ICS 19. 120 A 28 道B中华人民共和国国家标准GB/T 20099-2006/ISO 14887: 2000 样品制备粉末在液体中的分散方法Sample preparation一Dispersingprocedures for powders in liquids (ISO 14887: 2000 , IDT) 2006-02-05发布中华人民共和国国家质量监督检验检痊总局中国国家标准化管理委员会2006-08-01实施GB/T 20099-2006/ISO 14887: 2000 目次前言引言. 11 1 范围-2 规范性引用文件-3 术语和定义4 符号和缩略语.2 5 干粉的

2、检验.2 6 液体的选择和分散体系的制备.3 7 分散体系的检验.3 8 分散剂的选择9 分散方法的优化.10 制样过程中保持分散的稳定性.13 附录A(资料性附录)可选的分散体系稳定性试验附录B(资料性附录)各种分散剂类别中的商业用分散剂参考文献.21GB/T 20099-2006/ISO 14887: 2000 前言本标准等同采用ISO14887: 2000(样品制备粉末在液体中的分散方法。本标准与ISO14887:2000相比做了下列编辑性修改:一一用本标准代替本国际标准;一用小数点代替作为小数点的逗号重新编排页码;一一重新编号注释;一一删除国际标准中有关ISO的前言部分;增加有关标准编

3、制说明的前言部分。本标准的附录A和附录B为资料性附录。本标准由全国筛网筛分和颗粒分检方法标准化技术委员会提出。本标准由全国筛网筛分和颗粒分检方法标准化技术委员会归口。本标准起草单位:上海市计量测试技术研究院、机械科学研究院、钢铁研究总院。本标准主要起草人:王晓艳、余方、王震涛、吴立敏、朱瑞珍、方建峰。I GB/T 20099-2006/ISO 148871:2000 51 颗粒粒度分布的评估对项目研究、产品开发、过程控制、质量控制及颗粒粒度效应非常明显的工艺过程极为重要。涂料、墨水、加填充物的塑料、矿石加工、制药、农药、化妆品等商品生产取决于精确的颗粒粒度分析。典型的精末是原始颗粒在强力或弱力

4、作用下形成的团块组成。当粉末被液体浸润后，团块能保持多大的尺寸，一定程度上取决于用于打开团块所悄耗的能量的多少。因为对于大多数粒度分析方法，团块将会被看作一个大颗粒，在这种情况下，如果团块没有被打开，粒度分析的结果将会比所有团块被打开时的分析结果大。只有当样品颗粒分散良好时粒度分析结果才是有效的。在粒度分析过程中，团块完全地分散且不再成团或蒙古附在器壁上，这种情况是最佳的状态。通常希望原始颗粒处于完全分散状态，但是即使样品没有被完全分散，在多数情况下我们也能够得到许多有用的信息。例如用户在混合粉末与液体时使用了一个低剪切力，即使这个剪切力不能适当打开团块内较强蒙古结，那么在质量控制试验时，该样

5、品的制备和分析过程中，用户也应采用类似的低剪切力。由于以下原因:样品的纯度、可得到的打开团块的设备、粒度分析方法以及试验时可获得的分散剂等在不同的地方可能存在差异，对同样品，在使用本标准规定时，不同地方的制样过程允许是不同的(但必须是可行且有效的)。H 参考文献巳列出可用于进一步研究的参考资料，包括对于更复杂体系的评估标准。附录A讨论以下复杂的情况:一一粉末做过表面处理或粉末含有可榕性成分;一一液体包含离子榕质或聚合物溶质;分散剂中包含更小的成分。附录B列出了各类分散剂目录中商用分散剂。GB/T 20099-2006/ISO 14887:2000 样品制备粉末在液体中的分散方法1 范围本标准规

6、定了用于颗粒粒度分析分散体系的制备方法，使粉末在液体中能良好地分散。本标准适用于相互不反应的粉末/液体的混合。本标准适用于粒径近似为O.05m100m的颗粒。其所涉及到的粉末和液体属性有关的一系列问题，本标准中用曲线作了回答，指军王佳用管理曹嗜琶咽武散剂分散液体中的粉末。本标准适用于制备简单、低、一一润湿团块的一确定是否4下列文件是否可使用这q3.2 3. 3 3.4 ISO 8213 团聚aggregate 颗粒紧密地秸合在一起而形成的聚合嚼。注:由于以上两术语极易混淆应尽量少用。团块c1 ump 既可以是松散地、也可以是紧密地站合在一起的颗粒。临界胶束浓度critical micelle

7、concentration (CMC) 胶柬将要形成时的分散剂的浓度(当分散剂高于此值时会形成胶束)。达协议的各方研究GB/T 20099-2006/ISO 14887 :2000 3.5 3.6 3. 7 絮状物f10c 非常松散地蒙古合在一起所形成的颗粒。见絮凝(3.1)。原始颗粒primary particle 颗粒粒度分析中所测颗粒的基本单位，通常比团块更难以打开。丁达尔效应Tyndall effect 光束通过含有颗粒的液体时发生的垂直于光束方向的光散射效应。4 符号和缩略语下列符号和缩略语适用于本标准。Sv一一体积比表面积Cm2/kg); CMC 临界胶束浓度Cmol/m3);IS

8、 离子强度(mol/m3); M-13一一一颗粒体积的密度分布的负一闭合阶矩pPEO-聚环氧乙烧(-CH2-CH2-O-;PPO-一聚环氧丙皖C-CH2-CHCCH3 )-O-)n; pH恼。酸碱两性物质(在低pH值带正电，在高pH值带负电)表面的Zeta电位为零时的pH值;pKa 酸性基团电离释放出一半氢离子时的pH值;pKb -碱性基团电离释放出一半氢氧根离子时的pH值;fh.，-一颗粒体积的密度分布;X，一一第i个粒径段分量的上限值(m);C一一-Zeta电位(V); 一一注册商标。5 干粉的检验5. 1 制样样品应符合ISO8213中所提出的要求，除非所用的方法符合国家标准或者事先与客

9、户就所用方法巳达成一致意见。样品制备应始终保持一致，只有这样同批粉末在不同取样点取出的样品，其测量结果才会具有良好的可比性(该批粉末在取样或分成多个样品时应仔细混合)。5.2 团块和颗粒的尺寸范围把干粉撒在显微镜的载玻片上，用放大200倍或以适当的放大倍数的光学显微镜观察。把盖玻片盖在盛有粉末的载玻片上，用平勺轻轻拍打(注意勿打破盖玻片)，观察团块震碎的难易程度，并观察未被震碎的团块的近似尺寸。如果大部分颗粒尺寸小于1m，用透射电子显微镜或扫描电子显微镜观察颗粒并判断颗粒的特征。5. 3 颗粒形状、表面粗糙度及其随粒度大小的变化观察颗粒表面，判断它是球形的还是晶状的、光滑的还是粗糙的、多孔的还

10、是无孔的，以确定所有尺寸的颗粒是否具有相同的形态。若颗粒粗糙或者多孔，可先测量它的体积比表面积(m2/kg)。再假设颗粒为球形，根据粉末的颗粒粒度分布计算其体积比表面积，若前者的测量值大于后者的计算值，那么GB/T 20099-2006/ISO 14887 :2000 应该使用大剂量(相对于那些与球形、无孔颗粒的粒度分布相似的分散体系而言)的分散剂，用于稳定该分散体系。注:体积比表面积(以球形计)可用下式算得zSv = 6M_I.3 与GB/T15445.2中方程式(35)相同式中:M-l,3 = q3ln _Xi 与GB/T15445. 2中方程式(31)相同6 液体的选择和分散体系的制备6

11、.1 液体的选择=1 .A. j-l 根据不同的粒度分析方法列出常用分散固体颗粒的液体，从表中剔除不能满足下列判据的液体=一沉降法:液体比重和粉末比重应有足够的差异;一一光散射法:液体的折射率和粉末的折射率(在分析波长范围内)应有足够的差异;液体与粉末的反应可忽略;液体使颗粒直径的膨胀或收缩应小于5%;一一粉末在液体中的溶解度应小于5g/kg; 注:这是为了减小奥氏(Ostwald)熟化效应，因为它会导致在测量过程中粉末颗粒的粒度分布发生变化。一?一粉末在液体中榕解度变化随温度变化应小于O.l(mg.L一1)/Ko或者在整个制样和分析过程中控制温度使溶解度小于0.5mg/L。注:如果粒度分析方

12、法需要10mg粉未溶于1L液体中，温度升高超过5K(源于超声探头或粒度分析仪产生的热量)会引起1mg或10%的粉末溶解。6.2 粉末浆料的制备把两滴(或0.1g)液体滴在毛玻片上(磨砂玻璃)，用大约等量的粉末撒在液滴表面上，用10mm宽的平勺搅拌并轻压(约1000 g的力)。使所有的粉末表面润湿并打开团块成为原始颗粒。固体的浓度比较高时，团块之间容易产生碰撞而被打开成为原始颗粒。但高浓度条件也会产生絮凝，除非颗粒之间互相排斥。6.3 制备粉末分散体系稀释液制备稀释的分散液(其质量浓度为4%)，制备的方法是:等次逐滴加入稀释液约50滴(大约2.5g) 至6.2中制备的浆料中，同时用平勺搅拌，这个

13、故度必须满足显微镜的检测要求，如果在其他类型试验中需要更大量的分散剂，应按照7.2给出的指南操作。7 分散体系的检验7.1 过研磨和欠研磨的评估用光学显微镜(当颗粒直径大于1m时)或电子显微镜(当颗粒直径小于1m时)对稀释液进行观察。检验稀释的分散体系时，用放大200倍的透射光学显微镜观察颗粒。欠研磨:在干粉状态下观察到的团块在浆料制备和稀释过程中没有能被完全打开。这种情况应使用超声处理方法(见9.2)制备新的分散体系，然后评估该新制备的分散体系，必要时增加超声能量打开团块，直至完全分散。过研磨:在浆料制备和稀释过程中原始颗粒被打破。如果颗粒破坏率超过5%，那么只能用搅拌方法制备新的分散体系，

14、然后对新的分散体系作出评估，并在必要时可增加搅拌力度，直至获得颗粒破坏率小于5%的完全分散的分散体系。记录避免过研磨或欠研磨的条件，根据这些条件制备分散体系，依据7.2评估团块打开过程使其达到最优化。3 GB/T 20099-2006/ISO 14887 :2000 7. 2 稳定性的评估7. 2. 1 概述如果悬浊液的蒙古度小于10mPa s且颗粒分散良好，也用显微镜观察能看到非常小的颗粒作随机运动，颗粒大小介于1m5m之间时最容易观察到这种效果。注意，即使粉末中主要是大尺寸的颗粒，仍会有一些粒径在1m5m之间的颗粒存在。这些颗粒的存在能表征分散体系的稳定性。如果颗粒小于1m，必须使用其他的

15、评估方法。如测量固体体积含量为10%的分散体系，从每秒1次到每秒100次的流变学应力，应变循环，观察是否有滞后现象(出现滞后现象则表明有结构的形成和破坏;如无滞后现象说明该分散体系稳定)。用光学显微镜观察稀释的分散体系4蛙管当两个颗粒值)或加入分散剂使其其他的分散体系亟估茹法。注意当颗粒町移动还是聚集在粒可以观察到的粒径如果颗粒黠附在显璃通常带负电荷。这种黠量很少，会被全部吸附在样品剂，例如三甲基十二句镀)， 7. 2. 3 电子显微镜检查法注意事项用电子显微镜方法评估分散体系，此方法警到改变榕液条件(如pH和稳定性的方A、在一个薄膜上展开并干燥。当液体蒸发，颗粒间的液体表面收缩，表面张力会使

16、原本分散良好的颗粒碰触而形成团块。如果用低表面张力的液体，可以将上述影响减至最低。如果颗粒能在栅格上良好地展开，表示分散体系稳定;如果大部分颗粒聚成团块，则说明分散体系不稳定。7.3 形成的絮状物的评估如果形成了絮状物，将盖玻片放在载有分散体系的显微镜载玻片上，用平勺轻推盖玻片的边缘，使其滑到分散体系上，对絮状物施加剪切力。观察絮状物是否被破坏并且多快能重新形成絮状物。如果絮状物在剪切力的作用下被破坏然后重新形成类似的絮状物，说明该絮状物的形成过程是可逆的才日果剪切力使大的、松散的絮状物变成小的、紧密的絮状物，说明该絮状物不稳定;如果轻轻地滑动盖玻片没4 GB/T 20099-2006/ISO

17、 14887: 2000 有破坏絮状物，说明该絮状物不易被破坏。最后的那种情况，单单加入分散剂可能无法奏效，除非加入分散剂的同时采用较强的剪切力破坏絮状物。8 分散剂的选择8. 1 渣体对固体颗粒的浸润控制浸润过程使颗粒间的黠附力发生改变，能使液体与颗粒间的毛细现象发生部分的改变。对于颗粒粒度分析，应尽可能使其自发的浸润，可以通过以下两种方法:一一使用润湿剂，降低液/气间的表面张力;一一使用亲水性试剂，降低固/液阳如果pH值偏离pH陋。两个鸟强度小于0.1moi/L时，Zeta唱8.3.3 晶格离子溶解差异如果粉末是离子化合物，并在液体辛际电革的溶解J脱管有粉末离子组分之一的可溶性盐有助于吸收

18、正常离子，促使粉末在溶液中的分散。例如:澳化铀溶液可以帮助水中的澳化银分散;磷酸氢饵溶液可以帮助水中的提磷灰石分散。因为这些可溶性盐不能明显地减少水的表面张力，它们没有被列为表面活性剂。8.3.4 多价离子的吸附如果粉末是离子化合物，且有强极性键，分散介质是水，晶体以外的多价离子可以被吸附形成表面带电荷的可溶盐，例如:多磷酸盐、六价偏磷酸盐、焦磷酸盐、聚硅酸盐离子。因为这些盐溶于溶液后不会减少液体表面张力，所以它们未被列为表面活性剂。如果粉末是非极性有机物，而液体是极性有机物，加入一个中性离子对会产生表面离子。离子对吸附到颗粒表面后发生解离，其中一个离子解吸使颗粒表面带正电荷。例如:添加剂三甲

19、基十二炕基股是并则剪体动L的散运U限分立目有的独四个力自同一应恳Zt战叮口民川明时而剧可女能A此吗粒四川8.2 原理8. 2至8.4解释了8.5 保持分离状态时，粉末在、固体/分散液间将表现一降成沉只形的间粒高粒颗更颗使生当能产体系系胶8.3. 1 概述如果颗粒表会互相排斥。当散体系稳定的最相对介电常数为8pKb值时，表面氨基会榕液中氢离子而带负电5 GB/T 20099-2006/ISO 14887 :2000 基苯甲酸分解形成四元脂肪胶(阳离子)和极化有机酸(阴离子)。8.3.5 表面离子的眼附悬浮在水中的有机粉末吸附表面活性剂的有机离子而带电，对应的无机离子留在榕液中才日果pH值低于pK

20、b，有机胶会吸收氢离子带正电d日果pH值高于pK.，有机酸会失去氢离子带负电;两性离子酸和氨基酸带电荷情况与pH值的关系会更复杂。离子化和pH值关系如下z如果pH值比释放氢离子的物质的pK.值大两个单位或以上时，或者当pH值比吸收氢离子的物质的pKb值小两个单位或以上，且离子强度小于0.1mol/L时，则Zeta电位通常足以保持分散体系的稳定。8.4 空间的稳定使液体的相对介电常数小于30或者离子强度大于0.1mol/L(例如高浓度的离子溶液)，通常是稳定分散体系的最好方法。注:在室温下甲醇的相对介电常数为330磁性的颗粒通常带有较强的吸引力，这种吸引力不容易通过加入添加剂屏蔽。此时，可以利用

21、可榕性高分子量聚合物链上的反应位点使分散体系稳定。空间分散剂可以是阴离子、阳离子或非离子分散剂，或嵌段共聚物。他们的分子量通常由一个支链部分和主干部分组成，这个支链设计成可吸附在固体上，例如烧;怪链或芳香族团吸附于有机物上;主干设计成能溶解于液体中，例如聚环氧乙皖可溶解于水中。应避免使用不能吸附或轻微吸附的可溶性聚合物，因为他们会引起絮凝物的消减，更难形成分散体系。8.5 分散荆的选择过程用于试验的分散剂的选择过程如下:a) 按8.5.1确定被分散粉末的类别;b) 按8.5.2确定用于悬浮粉末的液体的类别;c) 按8.5. 3根据粉末和液体的类型确定分散剂的类别;注:当悬浮液是水，-些固体和分

22、散剂在一定的pH范围内会带电。电荷在稳定的分散体系中有效性依赖于悬浮液的离子强度。这些因素在表1和分散剂目录中列出。d) 在分散剂列表中，找出一种或多种推荐的可能有效的分散剂。8.5.1 粉末类别的确定粉末类别的确定见表10表1粉末类别固体类别活性炭氢键有机物注:活性碳具有非常大的表面积并且表面常常被氧化。脂肪酸有机酸(pK.=4.5)铝矶土见氧化铝铝金属注:在空气中，铝表面常被氧化成氧化铝。氢氧化铝见水软铝石注:存在另外几种铝的氢氧化物。氧化铝金属氧化物(pHiao=9.2)锐钦矿见二氧化铁硫酸顿离子盐水软铝石金属氢氧化物(pH阳=8.3)6 GB/T 20099-2006/ISO 1488

23、7: 2000 表1(续)固体类别碳化棚弱酸性氧化砌金属氧化物硫化铺离子盐碳酸钙离子盐磷酸钙离子盐硫酸钙 离平盐、碳(见活性炭)/ 金属、碳化硅见氧化铝/ 、 纤维素/、/气，4勘执誓 水泥I / v 金属氧化叭 白歪见碳酸钙1& f飞厂 、木炭见活性炭1,. 7 、飞秸土见硅酸盐矿/;:号f飞飞咽铜金属刚玉见氧化铝1M 长石 合属鹏物面粉w 氢键有机物氟化饺 / 碳氟化合物1 扬尘,_ / 金1叫伪军占皿随类型变化变f玻璃ltll飞了金1再氧祠(p。随类型变世时1)石墨见碳Q. 1-I I 石膏见硫酸钙V与入飞I I 铁ya、 金属(拌湿空萨中表讲氧11氧化铁Y乡会、 氧化物50%)750%

24、)水甲基乙基自同弱极性甲基异丁基嗣(MIBK)弱极性2甲基2-丙蹲氢键有机物正丁醇弱极性9 GB/T 20099-2006/ISO 14887:2000 表2(续)液体类别正辛醇氢键有机物2-丙醇强极性2丙醇/水(含水量50%)水3-丁烧见2甲基2丙醇_,-. 、甲苯/ 非极性、水 水、 85;扭扭铲和分散阪队 固体类别JfiJ屏体类别条何飞Fd萨别fOf 水?EO/ 比醇1 1 金属封装F胶体内亦有￥1 I 有机物有机峙r 7( -PE0f拮精碳ot 有机物-PEO/烧;怪c r- / SpH;回+27( / 藏i._r金属氧化物/ SC .1 飞坐飞有机物1 / 型生或有机胶j 金属氢氧化

25、物1 I 使内罔金l属氧化持与dH的方法/ / 总水 IS0.1 / /聚时/ I 明趴物飞pFfl;p型聚均1离子盐飞飞飞唔忐-在纠?共拼_ 弱哎II! 、O/烧量/., 非极性、挚11.年-_=.c( _,_ -调，节pHpH;，+2水蛋白质ISO.l 聚离子有机物磷醋ISpK，+2水有机酸ISO.l 磷黯有机物聚黯/聚丙烯酸醋10 固体类别有机胶H键有机物强极性弱极性非极性碳氟化合物液体类别水有机物水有机物氢键有机物水H键有机物8.5. 4 确定分散荆的商分散剂的主要活性成9 分散方法的优化9. 1 概述表3(续)条件GB/ T 20099-2006/ ISO 14887: 2000 分

26、散剂类别ISO. l 磷醋聚酶/聚丙烯酸醋PEO/PPO共聚物磷醋PEO/PPO共聚物分散程度会随着材料和生产工艺的变化而变化，因而用一定数量的平行样品作颗粒分析显得非常重要，在显微镜下观察分散体系，判断该过程是否可以重复(连续的复现性应相近)和有效(测量过程中变化不大的对结果的影响非常小)。9. 2 分散荆有效性的比较将50mg分散剂(1滴)置于玻片上，添加大约100mg液体(2滴)，用平勺充分混合。即使部分分散剂没有溶解，仍继续进行下一步操作:添加100mg粉末(与液体体积大约相同)，用平勺使其与液体混合。如果粉末有抗碎性(先用显微镜观察)，则用平勺轻压打破团块，再逐步混入2.5g的液体(

27、约50滴)，将0.1g分散剂溶解于100g液GB/T 20099-2006/1S0 14887: 2000 体中，用该榕液把玻片上的糊状物冲洗到烧杯中，用粒度分析方法来评估颗粒分布的稳定性。如果颗粒分析结果和用显微镜法所得到的结果相一致，并且在1h后重复进行测量，如果其结果在该测量方法的重复性范围内，那么就可以认为分散体系是稳定的。其他测试分散程度的方法参见附录A。9.3 优化打破团块的方法9.3. 1 超声处理用超声波的空蚀法打开团块比用平勺润温打开团块使用的摩擦力更小，在实验室分散时可以使用超声探头法或超声浴法。真空(能把液体分散，在液体中形成分散的空穴和微孔)和压力(能使空穴崩塌)的交替

28、脉冲的频率范围在10kHz10 MHz乏间，这主要取决于设备。这些空穴在表面的形成是打开形成团块链的最佳方式。空穴崩塌在泡壁附近产生高温等离子体，这些等离子体能引起在颗粒表面或溶液中的化学变化。超声浴会使发生空穴现象的区域形成活跃区，且活跃区的空穴浓度都很低，在超声浴中大量的空蚀能量会消耗到样品瓶之外的浴中，超声探头则只产生单一高空穴浓度活跃区。对于给定的能量输出，在给定的样品体积中超声探头打开团块的速度比超声浴快，超声探头法比超声踏法更容易使颗粒破裂。在这两种方法中都必须确保粉末样品循环通过这个活跃区，因为只有在活跃区中团块才会被打开。9.3.2 打开团块过程中放热的控制超声探头和用于打开团

29、块的其他设备产生的热量对样品的影响不可忽视，它会使样品泪度升高，增加固体样品的榕解度，因而会使观察到的颗粒变小。在分散体系通过探头的活跃区充分分散的过程中所产生的热量可能足以使液体沸腾，在打开团块的过程中，当温度的升高超过5K，容器应该同时充分冷却以消除或减少温度的升高。9.3.3 确定用于打开团块最佳的能量范围加入到系统中用于打开团块的机械能(超声功率和超声时间的乘积)也可能使组成团块的原始颗粒破裂。如果由超声空穴效应在颗粒表面附近形成空穴，微孔如果在颗粒表面附近，它们的蚂塌会引起液体的高速射流，这样会破坏易碎的晶体，对于长形的晶体尤其如此。例如针状，片状的晶体。因此应进行一系列在不同能量下

30、打开团块的试验，以确定用于打开团块的最佳能量范围。此能量应高于完全打开团块的能量级别而低于破坏原始颗粒的能量级别。9. 3. 4 记录最佳打破团块条件12 应该在最佳能量范围内选择条件并明确下列参数ta) 粉末名称、组成和来源;b) 用于制备分散体系时用的粒度分析方法名称pc) 液体名称、组成和来源;d) 超声浴或超声探头的类型和尺寸;e) 超声浴中加入的物质和液位;f) 盛装分散体系的容器的体积和类型;g) 液体的量;h) 分散剂的量;i) 粉末的量;j) 样品混合物的起始温度;k) 超声探头相对于容器中心线和液位的位置，或者容器相对超声洁的位置，样品液位相对于超声浴液位的位置;1) 搅拌器

31、的尺寸，类型，位置及转速;m) 冷却套中冷却剂的循环温度和循环速度;n) 超声的功率和运转方式的设置(连续的或间歇的，循环中开和关的时间); 0) 超声处理的持续时间(所有时间); GB/T 20099-2006/ISO 14887: 2000 p) 样品混合的最终温度。当制备粉末分散体系用于粒度分析时，应该采用这些条件确保重现性。9.4 确定分散荆的最佳用量限制分散剂的最大使用量的因素有:十一-不溶的分散剂胶束、液滴或颗粒可能被作为样品颗粒而记入分析结果;粉末在分散剂胶束或液滴中可能有较高的溶解度，这种溶解会改变粉末的颗粒粒度分布。由于被吸附的分散剂不会对形成胶束的化学键力有所贡献，因此需要

32、大量的分散剂，使榕液中的分散剂达到临界胶束浓度CCMC)的80%。这意味着分散剂和液体的初始?昆合物会包括分散剂的胶束、液滴或颗粒，当加入的粉末在其表面吸附了分散剂，分散剂的胶束、液滴或颗粒将会溶解。如果分散剂是可榕的，且CMC和分散剂在粉末表面(CMC或溶解度的80%)单位面积的吸收量是己知的，在通常的粒度分析中，分散剂的量被计算作:小于榕解度的80%;小于液体中临界胶束浓度与通常粒度分析中适当被度下粉末表面的吸附量之和的80%。如果没有足够的信息做这样的计算，必须根据以下程序凭经验确定最佳量:a) 分别在1L液体中加入0.1g;0.2 g;O. 5 g;l g;2 g;5 g分散剂，制备系

33、列?昆合液。b) 去除有云雾现象或丁达尔现象的混合物，因为这些现象说明存在不海解的物质。c) 过滤余下的混合物，去除大于O.2m的颗粒(灰尘，污染物等)。d) 量出50mL，在每份过滤过的溶液中加入0.1g粉末。e) 将溶液和粉末混合，打破团块。在能量输入的最佳起始点，用750W的超声探头采取间歇的方法(1s开，1s关)运行60s，伴以搅拌，使颗粒循环经过探头的顶端。f) 分析每个分散体系的粒度分布(保持同样的搅拌速度)每天3次(例如8时，12时，16日们.3d 为一周期。列出体积平均粒径和标准偏差的表格。g) 注意，分散剂允许的最小浓度是指:当体积平均粒度的标准偏差在所使用的分析方法指定的重

34、复性范围内的分散剂的最低浓度。h) 如果同时研究几种分散剂，将那些在粒度分析中不稳定的或者只有一小部分浓度时达到稳定分析结果的分散剂去除。在添加分散剂之前应特别注明每公斤溶液中加入分散剂的克数。10 制样过程中保持分散的稳定性10. 1 稀释过程中的稳定性粒度分析通常要求固体浓度很低。如果颗粒是可榕的，在分析中会引起1% (m/m)以上的颗粒梅解，在加入颗粒做分析之前，溶液和稀释液体中的固体样品颗粒应被饱和。如果所分析的分散体系的温度高于室温，那么溶液会变得不饱和(由于温度升高使海解度升高).某些颗粒将因溶解而变小。更小的颗粒则会完全搭解，大颗粒或多或少也会因榕解而变小。即使在饱和榕液中，溶解

35、和析出会连续和同时发生，因为热力学作用会使大的晶体长大;也会使小的晶体消失。由于这种自相矛盾的现象，最终所得的平均粒径可能比原始粒径大，也可能比原始粒径小。分散体系的稳定性常常取决于在颗粒表面保持稳定离子吸附层或多聚物分子吸附层。用纯分散剂稀释这样的一个体系，将导致大量在颗粒表面的分散剂解吸附，以致于留在颗粒表面的分散剂不足以使分散体系稳定。对于大分子量聚合物，分散剂的解吸附几乎是不可能的，因为它们的吸附是完全不可逆的。基于光散射粒度分析法，分散剂的稳定最有可能被破坏，大多数这种方法在测量之前都要做大量的稀释工作。为了避免固体解吸附和洛解，应过滤(或低速离心)部分分散体系，用清洁的滤液(或上层

36、清液)稀释用于分析的另一部分分散体系。13 G/T 20099一2006/ISO14887: 2000 10.2 pH值改变过程中的稳定性稀释或用其他方法改变样品的pH值会对样品的稳定产生很大影响，对于那些通过表面电荷稳定的体系(通常是金属氧化物)，pH值是控制表面电荷最重要的因素，pH值也能控制弱酸性分散剂的离子化，如聚丙烯酸。许多天然分散剂(特别是蛋白质)的电荷和结构(紧密缠绕相对的扩展结构)也会明显的受pH值影响。制样过程中应避免或尽可能减小pH值变化，除非己知pH值的变化对保持分散体系稳定是有益的。14 G/T 20099-2006/180 14887 :2000 附录A(资料性附录)

37、可选的分散体系1)稳定性试验A.1 沉降因为颗粒间相互排斥不会再聚集，分散体系是稳定的。颗粒在沉降过程中来回运动以避免相互接触，最终的沉降物是一团由小的沉积组成的团块。把80g巳稀释并充分混合的分散体系逐步地倒入100 mL的量筒中，观察颗粒界面(清晰度)下降速率，相对清液(在沉降分界线之上的液体)与沉降床的分界面高度。可能需要用离心方法使小颗粒迅速地沉降以确保实验在适当的时间内完成。分散良好的颗粒各自的沉降速度与它们的直径的平方成正比，所以在沉降物和上层清液之间没有明显的分界线。通常是乳白色的或浑浊的。分散良好的颗粒独立运动，相互间形成一高密度的薄薄的沉降物。如果颗粒有吸引力，没有完全分散，

38、在沉降时，他们会相互碰撞，网状蒙古连。絮状物的沉降速度比单个的颗粒快，这样沉降床的孔隙率比较高，所以絮状体系的沉降层比分散良好体系的沉淀层厚度高。高度各向异性的颗粒(片状物和棒状物)形成的絮状物体积可能非常大，以致于会把整个容器都填满了，絮状物根本就没有沉降。A.2 表面电荷密度可以通过离子表面活性剂的吸附或者无机离子(例如磷酸盐)的吸附来达到系统的稳定。可以通过测量颗粒的Zeta电位测量分散体系的有效性。Zeta电位(写作)是颗粒表面和颗粒周围的溶液之间有效静电势差。Zeta电位对水性分散体系十分重要，这是因为它能监测一个颗粒靠近另一个颗粒时的有效电位以及测量它们之间的排斥力。Zeta电位可

39、以通过测量颗粒在电场中的速率来测得。传统的显微镜技术已被更简便快速的基于光散射原理或电声学原理的方法所取代。这些方法在原则上可以同时监测粒径和Zeta电位，所以粒径最小且Zeta电位(绝对值)最大则表示分散体系完全分散。如果分散体系的稳定性主要取决于静电排斥，那么Zeta电位的测量可以作为是否存在合适的静电排斥以克服极化吸引力的衡量准则。一般来说，如果Zeta电位大于30mV，则分散体系是稳定的。在电泳中，保持电场恒定，用显微镜和摄像机监测颗粒的移动速度。应用电动学超声放大技术，在脉冲电场中，带电颗粒相对于它们抗离子气氛的突然运动产生声波脉冲，这种声波脉冲与颗粒的带电量及粒径有关。A.3 流变

40、学由于颗粒团块包含封闭液体，一个含有团块的分散体系的有效体积比单个颗粒所组成的有效体积大。因为后者不能如团块被打碎时一样提供可流动的自由的液体。当团块被打碎时，包含团块的分散体系的蒙古度会减小。由于此时只存在非常小的团块，该方法在团块被打碎的最后阶段不明显。当分散体系中固体体积浓度大于10%，分散体系的流变学(或流动行为)状态的效应是最明显的。对应剪切速率绘制一张剪切力和剪切速率的函数图是非常有意义的。因为在任意点曲线的斜率表示分散体系在该剪切速率时的黠度。对于一个分散良好的球形颗粒分散体系，该图是线性的，说明蒙古度不随剪切速率而变化。1) 一些近期的出版物详细地讨论了评估分散体系8J时【22

41、J的不同方法。15 GB/T 20099-2006/ ISO 14887 : 2000 对于非球形颗粒的分散体系，曲线的斜率随着剪切速率的增加而逐渐下降。也就是说，这种体系的带度随着剪切速率的增加而降低，这种体系被称为剪切梯化。通常的解释是，在流动状态下，当剪切速率增加时，颗粒排列更整齐。所以流动更轻松，并且教度下降。如果颗粒间存在吸引力，这个效应更明显。即使是球形颗粒，如果没有完全分散，也会有剪切稀化现象。因此剪切力对应剪切速率的图可以表明体系的分散程度。非线性通常在零剪切力时对应一个有限的屈服值，这个值被称为屈服强度。一个非零的值意味着分散体系即使没有任何流动(对真实的液体是不可能的)也能

42、承受剪切力。在非零的屈服强度下，用一个慢速的磁力搅拌泵去搅拌分散体系就很容易观察到这样的流动;如果搅拌棒在液体表面产生的剪切力没有足够大以克服分散体系的屈服吧如品叫市面使响区一定距离的位置上，液体表面会保持不动，观察到这种现象表明该体茅酵肯完全分散。A.4 声波和电脉冲的衰减16 GB/T 20099-2006/1S0 14887: 2000 分散剂磷酸乙酶溶液PEO/磷酸乙醋表B.4有机磷酸盐商品范例(生产商)Albrite( TBP04CAlbright & Wilso时，MonofaxlCUniqema)Monofax( CUniqema) B.5 各种分散剂类别中的商业用分散剂-一有机

43、硫见表B.5。表B.5有机商分散剂商品范例(生产商)烧基硫酸锅Teepol(,PolystepCStepan) , CalfoamCPilot) , Rhodapon(Rhodia) , Witcolate( (Witco) 硫酸乙醋DuponolCWitco) , StandapolCCognis) , Witcolate(Witco) 硫酸烧基盼Witcolate (Witco) , Atlas( (Uniqema) , TritonCCarbide联盟)硫酸乙三醇硫酸基GTO(监督)B.6 各种分散剂类别中的商业用分散剂一有机磺酸盐见表B.60表B.6有机璜酸盐分散剂商品范例(生产商)烧

44、基磺酸纳Siponate( SA(Rhodia) , Witcolate( (Witco) , Emulgator 30 (BASF) 烧基苯磺酸纳Alk叫磺酸烧基茶Dispersol丁(Uniqer时，Tamol SN (Rohm和H剧时，Alkanol(Rohm8Haa时，I Sellogen(Cognis) 二辛基磺酸琉泊酸醋纳Aerosol( OT(Cytec) , Emcol4000CWitc时，MonawetMO系列CUniqema)程乙基磺酸盐Igepon( AC-78 (Rhodia) B.7 各种分散剂类别中的商业用分散剂-一全氟有机酸见表B.70表B.7全氟有机酸分散剂商品

45、范例(生产商)全氟酸I Zon叮1咿yl陪(杜邦)，F凹luuorad(3M)，Foralk)均E巧，y川r才l(A阳t圳naB.8 各种分散剂类别中的商业用分散剂-一磷脂见表B.8轧。表B.8磷脂商品范例(生产商)Alcolec(美国Lecithin), LecithinCTroy) , CFanning) , (W. A. Cleary) B.9 各种分散剂类别中的商业用分散剂一一聚醋见表B.90表B.9聚醋分散剂聚丙烯酸醋商品范例(生产商)Elvacite(杜邦), Solsperse( U niqema) , Good-rite C BFGoodrich) , Darvan( C (飞

46、7anderbilt) B.10 各种分散剂类别中的商业用分散剂一一多离子盐见表B.10。表B.10多离子盐分散剂商品范例(生产商)磷酸纳Na3PO， 12H, O Maypon(Stepa时，SuperPro(Stepan) 焦磷酸四纳Na4P，O，.10H20 种类繁多偏磷酸销Na，(P03) , Calgon( (Nalco) ,( Solutia) 18 GB/T 20099-2006/ISO 14887 :2000 表B.10(续)分散剂商品范例(生产商)硅酸销种类繁多拧橡酸纳=Na3C6H507 H,O 种类繁多聚丙烯酸纳Dispex( 40CCiba Spec. Chem.) ,

47、Good-rite( CBF Goodrich) 注:任何碱性离子或氨离子也许可以替代纳离子。B.11 各种分散剂类别中的商业用分散剂一一蛋白质见表B.ll。分散剂白蛋白Calbumin)明胶Cgelatin)表B.11 蛋白质商品范例(生产商)种类繁多C Hormel), CLeiner-Davis) B. 12各种分散剂类别中的商业用分散剂四氨基盐见表B.120表B.12 四氨基盐分散剂商品范例(生产商)二甲基烧基胶氯化物或澳化物Catramide ,Emeol( CWitco) PEO/二甲基烧基胶氯化物Emcol( CCCWitco) ,Ethoquad( CAkzo) 或澳化物三甲钱乙内醋Aerosol( 30 C Cytec) , Lexaine( C lnolex) , Monateric集团ICUniqema)，Witcam meAL钮-12CWitco)，UnamineCLonza集团)牛黄面1gepon( TCRhodia) , Hostapon( TCHoechst) B.13 各种分散剂类别中的商业用分散剂一一水溶性有机物见表B.130表B.13水溶性有机物分散剂商品范例(生产商)甲醒-荼磺酸盐Daxad( C Grace) , Blancol( NCRhodia) , Tamol(