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激光粒度分析儀在顏料的粒度檢測中的應用
  • 發布日期:2018-01-16      瀏覽次數:1490
    •    激光粒度分析儀在顏料的粒度檢測中的應用
        顏料是一種有色的細顆粒粉狀物質,一般不溶于水,能分散于各種、油、溶劑和樹脂等介質中。它具有遮蓋力、著色力,對光相對穩定,常用于配制涂料、油墨、以及著色塑料和橡膠,因此又可稱是著色劑。
        顏料就是能使物體染上顏色的物質。顏料有可溶性的和不可溶性的,有無機的和有機的區別。無機顏料一般是礦物性物質,人類很早就知道使用無機顏料,利用有色的土和礦石,在巖壁上作畫和涂抹身體。有機顏料一般取自植物和海洋動物,如茜藍、藤黃和古羅馬從貝類中提煉的紫色。
        主要應用于涂料、油墨、印染、塑料制品、造紙、橡膠制品和陶瓷等行業,隨著下游行業的快速發展,對顏料的需求不斷擴大,中國顏料行業的發展前景十分廣闊。
        有機顏料是指具有顏色和其他一系列顏料特性的、由有機化合物制成的一類顏料。顏料特性包括耐曬、耐水浸、耐酸、耐堿、耐有機溶劑、耐熱、晶型穩定、分散性和遮蓋力等。有機顏料與染料的差異在于它與被著色物體沒有親和力,只有通過膠粘劑或成膜物質將有機顏料附著在物體表面,或混在物體內部,使物體著色。其生產所需的中間體、生產設備以及合成過程均與染料的生產大同小異,因此往往將有機顏料在染料工業中組織生產。有機顏料與一般無機顏料相比,通常具有較高的著色力,顆粒容易研磨和分散、不易沉淀,色彩也較鮮艷,但耐曬、耐熱、耐候性能較差。有機顏料普遍用于油墨、涂料、橡膠制品、塑料制品、文教用品和建筑材料等物料的著色。
        顏料檢測粒度的意義
        有機顏料是不溶于水、難溶于各種應用介質中的著色劑,其應用狀態可以是干粉,也可以是濕濾餅或色母粒等顏料制備劑的形式。其中大多是以干粉狀態進行著色的。其結晶狀態、顆粒度及顆粒表面性質不同在應用中會出現很大差異,主要表現在色相、分散性、著色力、透明度、流動性等的差異。
        近年來隨著新應用技術的發展,對有機顏料的粒徑提出越來越高的要求。尤其是數字打印技術的問世,噴墨技術的迅速發展,已由紙張噴墨印刷發展到織物的噴墨印花。在CIJ印花機上,噴嘴直徑只有50m,大印墨粒徑要不大于1m。要滿足設備要求,則有機顏料的粒徑要求要低于0.3m,而通常有機顏料的 粒徑在0.03m到2.0m之間 。在 各項性能的同時,控制顏料的粒徑達到應用要求。
        顏料的粒度大小還對其色強度和亮度等有著重要的影響。有機顏料的顏色和性能主要決定于它的化學結構,其次還決定于其他晶格型式。 通過電子顯微鏡觀察可知,顏料粉末的顆粒形態是由初級顆粒、凝聚體和聚合體組成。初級顆粒是以單一晶體或微晶體的組合晶體存在,是合成時初生成的顆粒,初級顆??梢曰ハ嘟M成不可滲透的、有規則的面面。當亞微米范圍內的顏料顆粒分散在特定介質時,其著色強度隨著粒度降低而增高。這一結論已為理論和實踐所證實。顆粒大小與著色強度可用mie理論進行計算,它是建立在光學參數,折射率(n)和吸收系數(K)的測定上,不同顏料具有不同的n和k值,按Mie理論所得顏料直徑與著色的關系。顏料著色強度對顆粒大小極大依賴關系的本質是顆粒大小直接影響了顏料的光學性質,粒子大小不同,對光的吸收和反射不同,故著色強度隨著顆粒粒徑的增加而減少。
        當然,顏料粒徑大小除影響著色強度外,對其他性能(如吸、這概率、透明度等)也有極大的影響;而顏料的著色強度除決定于粒徑粒徑大小外,尚決定于晶型、晶體外形等。應注意其間錯綜復雜的關系。
        有機顏料的粒徑大小是影響其透明性的重要因素,欲使應用介質呈現非透明性,除了要求分散介質與顏料粒子之間的折射指數有明顯差之外,還與顏料粒子對光線的散射作用有關。當顏料粒徑大小為光線波長的一半,即顏料顆粒直徑為0.2~0.5μm(即200~500mm)時,對光的散射能力強,可導致遮蓋力高的非透明性;而當顏料分散體的平均粒徑小于此數值時,如粒徑為0.015~0.025μm則呈透明性,顏料的著色力也高。
        耐氣候牢度是顏料耐久性的只要性能之一,也是有機顏料具備的基本應用性能。顏料在光照之下褪色過程中屬于氣固非均相反應,其反應速度主要與化學結構有關,但也與顏料粒子大小,即與其比表面積有關,通常微細粒子比表面積大,其耐候性較差。此外,作為涂料及塑料著色的顏料尚應具有的耐溶劑性及耐遷移性能,該性能與顏料分子結構,取代基類型及粒子表面極性有關,同時顏料粒徑大小也將影響其耐溶劑性能。
        顏料的顆粒狀態粒徑大小不僅影響到著色強度、透明度、色光、耐氣候牢度、耐溶劑性能,而且也對著色涂層膜的光澤度有一定的影響,當然也與應用介質的成膜光澤度有重要的關系。當顏料粒子呈球狀,且粒徑在0.01~1μm范圍,將可形成更為光滑的表面涂膜,并且和顏料粒子的形狀有關,尤其是針狀或棒狀的粒子的長/寬比值大小起著重要的作用。
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