無(wú)機(jī)顏料一般為有色金屬的氧化物,或一些不溶性的金屬鹽。相對(duì)于有機(jī)顏料,它具有性質(zhì)穩(wěn)定、耐高溫、耐溶劑、耐候、遮蓋力強(qiáng)等特點(diǎn),因此被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)各個(gè)領(lǐng)域。無(wú)機(jī)顏料顆粒表面活性高,極易團(tuán)聚,對(duì)粒度測(cè)試帶來(lái)了挑戰(zhàn)。
無(wú)機(jī)顏料團(tuán)聚的原因歸納起來(lái)有以下幾個(gè)方面:(1)分子間的化學(xué)鍵(氫鍵)作用;(2)納米顆粒的量子隧道效應(yīng)、電荷轉(zhuǎn)移和界面原子的相互耦合,這是納米顆粒易團(tuán)聚的主要原因;(3)超細(xì)顆粒的大比表面,使之易吸附空氣水分導(dǎo)致粘連與團(tuán)聚;(4)有些超細(xì)顆粒由于水解作用,表面呈較強(qiáng)的堿性,通過(guò)羧基和配位水分子縮合形成硬團(tuán)聚,等等。由于上述原因,激光粒度儀檢測(cè)超細(xì)無(wú)機(jī)顏料粒度往往會(huì)遇到很大挑戰(zhàn)。
比如上述圖片就是二氧化鈦粉體的場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡圖片。可以看到它的晶體比較均勻,顆粒直徑在20-30nm或更小。但當(dāng)我們把鏡頭拉遠(yuǎn),則看到*不同的下面的場(chǎng)景:
可以看出,該二氧化鈦顆粒是由大量“原始”顆粒聚集而成,而前面圖片一只是在方框內(nèi)的局部放大照片而已。
隨著測(cè)試鏡頭進(jìn)一步拉遠(yuǎn),我們可以發(fā)現(xiàn),實(shí)際上二氧化鈦存在大量“團(tuán)聚體”結(jié)構(gòu),而且這些團(tuán)聚體可能才是我們二氧化鈦真實(shí)存在的狀態(tài),而激光粒度儀檢測(cè)的正是這些團(tuán)聚的顆粒,結(jié)果如下。
這也就是有些超細(xì)無(wú)機(jī)顏料用激光粒度儀所測(cè)的粒度結(jié)果,與電鏡所看到的顆粒大小相差巨大的原因。電鏡看微觀粒子的形態(tài)和原始單晶很有效,激光粒度儀則是測(cè)到“團(tuán)聚”顆粒的粒度分布。
由于超細(xì)無(wú)機(jī)顏料顆粒的團(tuán)聚體具有一定的剛性,超聲波分散、攪拌剪切和分散劑等常規(guī)的分散手段無(wú)法*分散,因此粒度儀所測(cè)的粒度結(jié)果可作為常規(guī)指標(biāo)進(jìn)行工藝控制,要了解原始顆粒的大小和形狀,還要通過(guò)場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡來(lái)判斷。
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