LUM穩定性分析儀在涂料，墨水行業的應用

LUM穩定性分析儀在涂料，墨水行業的應用

LUM是世界上獨擁有靜置和離心加速兩個系列穩定性分析儀的生產廠商。利用STEP技術—空間和時間透光率掃描技術（圖1），LUM各系列穩定性分析儀可在樣品靜置或離心加速的同時，設置任意時間長度的掃描間隔（少可每秒鐘掃描一次）對樣品進行任意位置的透光率變化的檢測。通過每個樣品*的透光率指紋圖譜，可以對樣品的分離行為和過程分析，得到樣品的不穩定性指數，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

此外，LUM系列穩定性分析儀可以實現多樣品測試，多可以同時測試12個樣品。并且有溫度控制模塊，4-60℃的溫控范圍可以滿足穩定性測試的常規溫度條件。

這些定性和定量的結果非常適合墨水，涂料等分散體的穩定性表征，終實現指導新產品設計, 現有產品的優化，生產過程的質量控制及產品保質期/貨架期預測等任務。本文結合諸多具體應用案例，淺談LUM系列穩定性分析儀在涂料，墨水等分散體行業的實際應用。

一，分散體狀態變化的機理

分散體的穩定性取決于諸多相關的物理，物理化學及化學參數，因此其性質是復雜的。穩定性會受如下因素的影響：

1. 分散相的質量或體積濃度（如：空間均一性，稀釋或濃縮）；
2. 連續相的狀態（如：密度，黏度，表面張力，化學勢，溶劑）；
3. 分散相的狀態（如：粒徑和分布，形狀，顆粒形變，顆粒表面結構）；
4. 顆粒/液滴間相互作用（如：靜電和范德華力，空間阻力）；
5. 分散相和連續相間相互作用（如：潤濕性，界面張力，表面和流變學，溶解性，可溶性，網狀結構形成）。

以上種種因素（包括但不限于）的影響，都會讓一個分散體的狀態出現上浮，沉降，團聚，聚并，奧斯特瓦爾德熟化，相反轉等各種變化。LUM穩定性分析儀正是基于對這些失穩過程的追蹤測量，實現對不穩定性的定量檢測。

圖2-分散體狀態變化的機理

二， 分離行為和過程分析

本例中，比較同一個涂料樣品在不同溫度條件下沉降行為的不同。

圖3-溫度對沉降行為的影響

三， 穩定性比較

本例中，對3款墨水樣品的沉降圖譜進行展示，并做不穩定數值的定量比較:

圖4-墨水樣品的圖譜和樣品管對比

圖5-墨水樣品的不穩定性指數柱狀圖

從透光率圖譜來看，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-藍色水性油墨＞10A-紅色水性油墨；從不穩定性指數排名來看，從不穩定到穩定的樣品依次是11A-紅色溶劑型油墨＞2A-藍色水性油墨＞10A-紅色水性油墨。

相對于傳統靜置觀察時間慢，又無法定量比較的方法，LUM穩定性分析儀可以在很短的時間內即可對樣品進行快速的穩定性排名。

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種不同分散法對涂料穩定性的影響：

圖6-不同分散條件對樣品的沉降影響

        從透光率圖譜的變化來看，兩個樣品均是區域沉降的過程。其中普通攪拌分散的色漿，其譜線的間距在實驗初期就變得較寬，說明沉降較快；后期譜線的間隙變密，出現了沉降壓縮。從兩個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，即空間和時間透光率掃描技術，可以給出某個任意時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間變化慢的樣品，其穩定性也較好。