LUM穩(wěn)定性分析儀在涂料，墨水行業(yè)的應用

LUM是世界上獨擁有靜置和離心加速兩個系列穩(wěn)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(wěn)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(wěn)定性指數(shù)，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(wěn)定性分析儀可以實現(xiàn)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(wěn)定性測試的常規(guī)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(wěn)定性表征，終實現(xiàn)指導新產品設計, 現(xiàn)有產品的優(yōu)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(wěn)定性分析儀在涂料，墨水等分散體行業(yè)的實際應用。

一，分散體狀態(tài)變化的機理

分散體的穩(wěn)定性取決于諸多相關的物理，物理化學及化學參數(shù)，因此其性質是復雜的。穩(wěn)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(xù)相的狀態(tài)（如：密度，黏度，表面張力，化學勢，溶劑）；
3. 分散相的狀態(tài)（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(xù)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(wǎng)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(tài)出現(xiàn)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(wěn)定性分析儀正是基于對這些失穩(wěn)過程的追蹤測量，實現(xiàn)對不穩(wěn)定性的定量檢測。

圖2-分散體狀態(tài)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(wěn)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(wěn)定數(shù)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(wěn)定性指數(shù)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(wěn)定性指數(shù)排名來看，從不穩(wěn)定到穩(wěn)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(tǒng)靜置觀察時間慢，又無法定量比較的方法，LUM穩(wěn)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(wěn)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(wěn)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(qū)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(xiàn)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(wěn)定性也較好。