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利用LUM穩(wěn)定性分析儀評價助劑(分散劑)對水性分散體穩(wěn)定性的評價

更新更新時間:2023-04-20      點擊次數(shù):1679

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表面活性劑通常用于穩(wěn)定分散體(乳液、懸浮液等)和改善表面性能。其選擇,最佳添加濃度等是配方設計中的關鍵步驟。目前有許多不同的方法來評價分散體的穩(wěn)定性。這些方法可能非常簡單,比如直接肉眼觀看差異,也可能基于個人經(jīng)驗判斷。部分方法通過評價分散體的某些指標來衡量表面活性劑選擇的好壞,比如評價粒徑,電位,粘度等,但這些方法往往還需要稀釋樣品,操作繁瑣,且需要在樣品存放的不同階段反復進行測量。間接的某一指標與穩(wěn)定性往往可能并不正相關,所以間接法測量與實際的儲存穩(wěn)定性又存在偏差。

本文簡述了用LUM穩(wěn)定性分析儀進行表面活性劑的快速篩選和評價分散體穩(wěn)定性的過程。為了證明該篩選方法的有效性,我們選擇了一些不同濃度和種類的分散劑來進行懸浮液穩(wěn)定性效果的評價。


1,測試原理


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Fig1 Test Principle


使用近紅外光源(或多光源系統(tǒng))不斷照射整個樣品,在樣品離心加速分離的同時,與光源平行的檢測器隨時間連續(xù)監(jiān)測并反應樣品的透光率變化,從而形成樣品在分離過程的空間和時間透光率圖譜。通過配套的分析軟件,既可定性分析樣品詳細的失穩(wěn)過程,又可對樣品間的不穩(wěn)定性指數(shù),界面分層,顆粒遷移速度,粒度和分布等進行定量分析和比較。


2,樣品和測試條


2,1,樣品制備:用不同濃度的十二烷基苯磺酸鈉(ABS-Na),和不同種類的分散劑((陰離子表面活性劑ABS-Na、聚羧酸鹽-Sokalan、羧甲基纖維素-Tylose和丙烯酰胺-丙烯酸酯共聚物Praestol),制備1% 的石灰(廣泛應用于造紙,涂料等行業(yè))水性分散體。

2,2,測試條件:LUMiFuge111,128g,25℃,45min


3,測試結果

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Figure 2-Evolution of transmission profiles, centrifugation of a lime suspension stabilized by a commercial anionic surfactant


圖2展示了在該測試條件下,0.25% ABS-Na穩(wěn)定的石灰分散液的透光率圖譜隨時間的變化。在離心過程中,一個相對平緩的沉積峰向樣品管底部移動,這是典型的顆粒多分散沉降的過程。

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Figure 3-Stabilization of lime dispersions by dispersant concentration


圖3展示了在該測試條件下,不同濃度ABS-Na的作用下石灰分散液在實驗結束后的整體透光率(該值約低說明樣品澄清度越低,顆粒沉降地越少,樣品越穩(wěn)定)。我們發(fā)現(xiàn)當ABS-Na的添加濃度較低時,穩(wěn)定性隨濃度的增加而增加,當ABS-Na的濃度超過0.1%時穩(wěn)定性反而降低,推測出現(xiàn)了耗散絮凝。0.1%的ABS-Na是最佳添加濃度。

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Figure 4-Direct comparison of performance of different dispersants in lime stabilization (0.1 % m / m )

圖4展示了在該測試條件下,不同種類的分散劑(陰離子表面活性劑ABS-Na、聚羧酸鹽-Sokalan、羧甲基纖維素-Tylose和丙烯酰胺-丙烯酸酯共聚物Praestol)作用下石灰分散液在實驗結束后的整體透光率(該值約低說明樣品澄清度越低,顆粒沉降地越少,樣品越穩(wěn)定)。我們發(fā)現(xiàn)丙烯酰胺-丙烯酸酯共聚物Praestol是zui有效的分散劑。

         

4,小結


本文有效研究了分散劑的添加類別和添加濃度對穩(wěn)定性的影響。對表面活性劑應用具有良好的指導意義。


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