Вычисления размера частиц основаны на определении начальной концентрации частиц (нулевое время) и концентрации через промежуток времени t.

Вычисление диаметра Стокса d производится по формуле:

где о — кажущаяся плотность частиц, г/см3 (эквивалентна истинной плотности непористых частиц); р — плотность дисперсионной среды, г/см3; т] — абсолютная вязкость дисперсной среды; h — расстояние (см), на которое падает частица за время t (с); g -ускорение силы тяжести, см/с2.

Таким образом можно получить график зависимости суммарного весового процента частиц от их диаметра. Данный метод является стандартным британским тестом и полностью описан в работе [17]. Диапазон размеров частиц обычно от 1 до 100 мкм,

Рис. 6.10. Схематическое представление пипетки Андреасена но если соблюдать необходимую осторожность, то метод можно использовать для определения распределения по размерам тяжелых субмикронных частиц, например частиц пигментного диоксида титана. Однако, из-за большого времени седиментации настиц ТЮг размером около 0,2 мкм, с целью ускорения измерения пипетка Андреасена часто модифицируется таким образом, чтобы было возможно отбирать пробы с различных глубин [18] Анализ ошибок, возможных при седиментационных измерениях, проведен Сваровским и Алленом [19]

Видоизменением седиментационных измерений под действием силы тяжести является использование ареометра [20]. В этой методике измеряется плотность суспензии в точке ниже поверхности суспензии, в центре тяжести поплавкового ареометра, имеющего диапазон измерения плотности от 0,995 до 1-;038 г/см3. Ареометр помещается в седиментационный цилиндр, содержащий хорошо диспергированную суспензию около-бО т пигмента в 200 мл дисперсионной среды; плотность дисперсий-йзмеряется через возрастающие экспоненциально промежутка'времени одновременно с измерениями в контрольном цилиндре? содержащем дисперсионную среду, точность поддержания температуры ±0,1 °С. Процент пигмента, остающегося в суспензии через t минут на уровне, где ареометром измерялась плотность суспензии, составляет [(/? — ?)/(/?„ — В)] -100, где R0 и R — показания ареометра в начальный момент и в момент времени t, соответственно; В — показания ареометра для дисперсионной среды.

Диаметр Стокса определяется из уравнения (6.3), которое может относиться к проценту пигмента, остающегося в суспен-з'ии. Метод в основном применим к частицам диаметром от 1 до 15 мкм или даже меньшим, если их плотность выше. п Использование ареометра предполагает, что разница плотностей суспензии и дисперсионной среды пропорциональна концентрации пигмента, и что плотность измеряется на уровне где-то около центра тяжести ареометра. Положение этого уровня в известной степени неопределенное. Более того, ареометр погружается по мере протекания седиментации, так что глубина, на которой производится измерение, увеличивается. Удаление и повторное введение ареометра в суспензию также нарушает процесс осаждения. Для преодоления этих трудностей можно использовать маленькие стеклянные тела с различной плотностью, которые погружают в суспензию {21, 22]. Они находятся в равновесии на уровне, где их плотность равна плотности суспензии, которая, как предполагают, пропорциональна концентрации. Поскольку длина этих тел около 1 см, то точность измерения уровня достаточно высока. Недостаток этого метода заключается в том, что стеклянные тела обычно невидимы и их необходимо перемещать к боковой поверхности сосуда с помощью магнита, что вносит возмущения в дисперсию


⇐ вернуться назад| |читать дальше ⇒