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(dú)擁有靜置和離心加速兩個(gè)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(shí)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(shí)，設(shè)置任意時(shí)間長(zhǎng)度的掃描間隔（少可每秒鐘掃描一次）對(duì)樣品進(jìn)行任意位置的透光率變化的檢測(cè)。通過每個(gè)樣品*的透光率指紋圖譜，可以對(duì)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。

圖1-STEP技術(shù)

此外，LUM系列穩(wěn)定性分析儀可以實(shí)現(xiàn)多樣品測(cè)試，多可以同時(shí)測(cè)試12個(gè)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(cè)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(shí)現(xiàn)指導(dǎo)新產(chǎn)品設(shè)計(jì), 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(cè)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(shí)際應(yīng)用。

一，分散體狀態(tài)變化的機(jī)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(huì)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(shì)，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(rùn)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(huì)讓一個(gè)分散體的狀態(tài)出現(xiàn)上浮，沉降，團(tuán)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(duì)這些失穩(wěn)過程的追蹤測(cè)量，實(shí)現(xiàn)對(duì)不穩(wěn)定性的定量檢測(cè)。

圖2-分散體狀態(tài)變化的機(jī)理

二， 分離行為和過程分析

本例中，比較同一個(gè)涂料樣品在不同溫度條件下沉降行為的不同。

圖3-溫度對(duì)沉降行為的影響

三， 穩(wěn)定性比較

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

圖4-墨水樣品的圖譜和樣品管對(duì)比

圖5-墨水樣品的不穩(wěn)定性指數(shù)柱狀圖

從透光率圖譜來(lái)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(lán)色水性油墨＞10A-紅色水性油墨；從不穩(wěn)定性指數(shù)排名來(lái)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(lán)色水性油墨＞10A-紅色水性油墨。

相對(duì)于傳統(tǒng)靜置觀察時(shí)間慢，又無(wú)法定量比較的方法，LUM穩(wěn)定性分析儀可以在很短的時(shí)間內(nèi)即可對(duì)樣品進(jìn)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(duì)涂料穩(wěn)定性的影響：

圖6-不同分散條件對(duì)樣品的沉降影響

        從透光率圖譜的變化來(lái)看，兩個(gè)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(shí)驗(yàn)初期就變得較寬，說(shuō)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(gè)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(gè)透明水性涂料的平均透光率差異：

圖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(shí)間透光率掃描技術(shù)，可以給出某個(gè)任意時(shí)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(shí)間變化慢的樣品，其穩(wěn)定性也較好。