Като доставчик на сажди N115 разбирам важността на точното измерване на разпределението на размера на частиците на този изключително важен материал. Сажди N115 са високопроизводителни сажди, известни със своите отлични свойства на армиране, висока структура и ниска летливост. Той се използва широко в различни индустрии, като например вЧерен въглерод за гумиза повишаване на здравината и устойчивостта на износване на каучуковите смеси, вСажен бетонза подобряване на механичните свойства на бетона и вЧерен въглероден цвятприложения за неговата дълбока черна пигментация.
Защо да измервате разпределението на размера на частиците?
Разпределението на размера на частиците на въглеродните сажди N115 значително влияе върху работата им в различни приложения. В каучуковите смеси по-малките размери на частиците обикновено водят до по-добра армировка, тъй като те осигуряват по-голяма повърхност за взаимодействие с каучуковата матрица. Това води до подобрена якост на опън, устойчивост на абразия и якост на разкъсване на каучуковите продукти. При бетона размерът на частиците може да повлияе върху обработваемостта, времето за втвърдяване и дългосрочната издръжливост на материала. За пигментни приложения размерът на частиците влияе върху интензитета на цвета, силата на тониране и дисперсията на саждите в средата.
Методи за измерване на разпределението на размера на частиците
Електронна микроскопия
Един от най-преките методи за измерване на размера на частиците на саждите N115 е електронната микроскопия. Често се използват трансмисионна електронна микроскопия (TEM) и сканираща електронна микроскопия (SEM).
В ТЕМ лъч от електрони се предава през тънка проба сажди. Електроните взаимодействат с частиците и полученото изображение може да се използва за измерване на размера и формата на отделните частици. TEM може да предостави изображения с висока разделителна способност, позволяващи измерване на частици с размер от няколко нанометра. Подготовката на пробата за ТЕМ обаче е сложна и отнема много време. Саждите трябва да се диспергират в подходящ разтворител и след това да се отложат върху тънък поддържащ филм.
SEM, от друга страна, сканира повърхността на пробата от сажди с фокусиран електронен лъч. Той осигурява триизмерни изображения на частиците, които могат да се използват за измерване на техния размер и повърхностна морфология. SEM е относително по-лесен за използване от TEM и подготовката на пробите е по-малко взискателна. Разделителната способност на SEM обаче обикновено е по-ниска от тази на TEM и може да не е подходяща за измерване на много малки частици.
Лазерна дифракция
Лазерната дифракция е широко използван метод за измерване на разпределението на размера на частиците на саждите N115. При този метод лазерен лъч преминава през диспергирана проба от сажди. Частиците разпръскват лазерната светлина под различни ъгли и интензитетът на разсеяната светлина се измерва като функция на ъгъла на разсейване. Въз основа на теорията на Mie за разсейване на светлината, разпределението на размера на частиците може да се изчисли от измерения модел на разсейване.
Предимствата на лазерната дифракция са нейната висока скорост, широк диапазон на измерване и добра възпроизводимост. Той може да измерва размери на частиците от няколко нанометра до няколко милиметра. Лазерната дифракция обаче предполага, че частиците са сферични, което не винаги е така за саждите. Частиците сажди често имат неправилна форма, което може да доведе до някои неточности в измереното разпределение на размера на частиците.
Динамично разсейване на светлината (DLS)
DLS е друга техника, използвана за измерване на размера на частиците на саждите N115, особено за частици в нанометровия диапазон. В DLS брауновото движение на частиците в течна суспензия се наблюдава чрез измерване на колебанията в интензитета на разсеяната светлина. Коефициентът на дифузия на частиците е свързан с техния хидродинамичен радиус, който може да се изчисли с помощта на уравнението на Стокс - Айнщайн.
DLS е чувствителен метод за измерване на малки частици и може да предостави информация за разпределението на размера на частиците в реално време. Въпреки това, той е силно чувствителен към наличието на агрегати и замърсители в пробата. Инертните материали могат да причинят значителни грешки в измерения размер на частиците и правилното разпръскване на саждите е от решаващо значение за точните резултати.
Подготовка на пробата за измерване на размера на частиците
Независимо от използвания метод на измерване, правилната подготовка на пробата е от съществено значение за точното измерване на размера на частиците на саждите N115.
дисперсия
Саждите имат силна склонност към агломериране поради високата си повърхностна енергия. За да се получат точни измервания на размера на частиците, саждите трябва да бъдат добре диспергирани в подходяща среда. Това може да се постигне чрез използване на механично разбъркване, като обработка с ултразвук или смесване с висока степен на срязване, заедно с добавянето на дисперсанти. Дисперсантите са химикали, които се адсорбират върху повърхността на частиците сажди, намалявайки тяхната повърхностна енергия и предотвратявайки агломерацията.
Концентрация
Концентрацията на пробата от сажди в дисперсионната среда също е важна. Ако концентрацията е твърде висока, частиците могат да взаимодействат една с друга, което води до неточни измервания. От друга страна, ако концентрацията е твърде ниска, сигналът може да е твърде слаб, за да бъде открит точно. За повечето методи за измерване оптималният обхват на концентрация трябва да се определи експериментално.
Анализ и интерпретация на данни
След като се получат данните за размера на частиците, те трябва да бъдат анализирани и интерпретирани правилно. Разпределението на размера на частиците обикновено се представя като хистограма или кумулативна крива на разпределение. Най-честите параметри, използвани за описване на разпределението на размера на частиците, са средният размер на частиците (D50), средният размер на частиците и обхватът на разпределението.
Стойността D50 представлява размера на частиците, при който 50% от обемните частици са по-малки и 50% са по-големи. Това е полезен параметър за сравняване на различни проби от сажди N115. Средният размер на частиците осигурява средна стойност на разпределението на размера на частиците, докато диапазонът показва ширината на разпределението. Тесен обхват показва по-равномерно разпределение на размера на частиците, което често е желателно в много приложения.
Контрол и осигуряване на качеството
Точното измерване на разпределението на размера на частиците на саждите N115 е от решаващо значение за контрола на качеството. Като доставчик ние трябва да гарантираме, че нашите продукти отговарят на определените изисквания за размер на частиците на нашите клиенти. Това може да се постигне чрез редовно калибриране на измервателното оборудване, използване на сертифицирани референтни материали и следване на стандартни оперативни процедури за подготовка и измерване на пробите.
В допълнение, ние също трябва да създадем система за контрол на качеството, за да наблюдаваме постоянството на разпределението на размера на частиците на нашите продукти във времето. Това може да ни помогне да идентифицираме потенциални проблеми в производствения процес и да предприемем незабавни коригиращи действия.
Заключение
Измерването на разпределението на размера на частиците на саждите N115 е сложна, но важна задача. Могат да се използват различни методи, като електронна микроскопия, лазерна дифракция и динамично разсейване на светлината, всеки със своите предимства и ограничения. Правилната подготовка на пробите, анализът на данните и контролът на качеството са от решаващо значение за получаване на точни и надеждни резултати.
Като доставчик на сажди N115, ние се ангажираме да предоставяме висококачествени продукти с постоянно разпределение на размера на частиците. Ако се интересувате от закупуването на въглеродни сажди N115 за вашето конкретно приложение, ви каним да се свържете с нас за подробна дискусия относно нашите продукти и как те могат да отговорят на вашите изисквания. Очакваме с нетърпение да работим с вас, за да намерим най-добрите решения за вашия бизнес.
Референции
- ASTM D3849 - 14(2020). Стандартен метод за изпитване на сажди - размер и форма на частиците чрез електронна микроскопия.
- ISO 13320:2020. Анализ на размера на частиците — Методи на лазерна дифракция.
- ISO 22412:2017. Анализ на размера на частиците — Динамично разсейване на светлината (DLS).