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分散剂、消泡剂和增稠剂检测概述
分散剂、消泡剂和增稠剂作为关键的化学助剂,广泛应用于涂料、油墨、化妆品、食品、制药、水处理及石油化工等多个领域。分散剂能有效降低颗粒间的聚集力,提高其在介质中的均匀分散性;消泡剂则用于快速消除或抑制生产或使用过程中产生的泡沫,保障工艺效率和产品质量;增稠剂则通过增加体系粘度或形成网状结构,改善产品的流变性能和稳定性。对这些功能助剂进行科学、精确的检测至关重要,它是保证原料质量、优化配方设计、控制生产过程以及确保最终产品性能符合预期及法规要求的核心环节。检测内容通常涵盖其物理化学性质、功能性能及安全性指标等多个维度。
主要检测项目
针对分散剂、消泡剂和增稠剂,其核心检测项目根据其功能特性各有侧重:
- 分散剂: 主要检测分散效率(或分散稳定性)、粒径分布(D50, D90等)、沉降速率、离心稳定性、Zeta电位(表征分散稳定性)、固含量/有效成分含量、pH值、粘度、耐电解质性能、热稳定性等。
- 消泡剂: 核心检测项目包括抑泡性能(静态/动态消泡时间、抑泡高度)、消泡性能(消泡速度、彻底性)、相容性(与体系是否分层、漂油)、持久性(长期抑泡能力)、热稳定性、pH值、粘度、固含量/有效成分含量、储存稳定性等。
- 增稠剂: 关键检测项目为粘度(不同剪切速率下的表现,如Brookfield粘度、流变曲线)、流变性能(假塑性、触变性)、增稠效率、pH值、固含量/有效成分含量、溶解性、透明度/浊度、耐盐性、耐热性、耐酸碱性、储存稳定性等。
此外,根据应用领域(如食品、药品、化妆品),还需进行重金属含量、微生物限度、毒性试验、特定有害物质限量(如甲醛、APEO)等安全卫生指标的检测。
助剂类型 | 核心检测项目 | 常用检测仪器 | 主要检测方法 |
---|---|---|---|
分散剂 | 分散效率、粒径分布、Zeta电位、沉降稳定性、固含量 | 激光粒度仪、Zeta电位仪、离心机、烘箱/卤素水分测定仪、粘度计 | 沉降法、离心法、激光衍射法、电泳光散射法、重量法、旋转粘度法 |
消泡剂 | 抑泡时间、消泡速度、相容性、持久性、固含量 | 鼓泡仪/罗氏泡沫仪、高速搅拌器、粘度计、烘箱/卤素水分测定仪 | 量筒振荡法、气流鼓泡法、循环泵法、重量法 |
增稠剂 | 粘度、流变特性、增稠效率、固含量 | 旋转粘度计(如BROOKFIELD)、流变仪、烘箱/卤素水分测定仪 | 旋转粘度测定法、流变曲线扫描法、对比法、重量法 |
常用检测仪器
完成上述检测项目,需要依赖专业的分析仪器:
- 粒径分析与Zeta电位仪: 激光粒度仪用于精确测量分散体系中颗粒的粒径大小及分布;Zeta电位仪通过电泳光散射技术测量颗粒表面的电荷特性,评估分散稳定性。
- 粘度计与流变仪: 旋转粘度计(如BROOKFIELD系列)是测量增稠剂粘度的基础设备;高级流变仪则可提供更全面的流变数据(如剪切粘度、弹性模量、损耗模量、触变环等),深入表征增稠剂和体系的流变行为。
- 泡沫分析系统: 专用鼓泡仪、罗氏泡沫仪或配备高速搅拌桨和摄像头的动态泡沫分析仪,用于定量评价消泡剂的抑泡和消泡性能(如初始泡沫高度、消泡时间、抑泡时间、泡沫体积随时间变化曲线)。
- 稳定性分析仪: 离心机用于加速测试分散体系的沉降稳定性;多重光散射仪(如Turbiscan)可无扰、实时监测分散液或乳液在整个样品池高度上的透射光和背散射光变化,定量分析稳定性(沉降、絮凝、上浮等)。
- 固含量/水分测定仪: 烘箱(配合干燥器、分析天平)或更高效的卤素水分快速测定仪,用于测定样品中固体成分的含量。
- pH计: 用于测量样品的酸碱度。
- 紫外可见分光光度计: 用于测量透明度、浊度或特定成分的含量分析。
- 原子吸收光谱仪(AAS)/电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS): 用于痕量金属元素(如重金属)的检测。
主要检测方法
检测方法需标准化以确保结果的可比性和准确性:
- 分散稳定性评价: 常采用静置观察法(目测沉降/分层)、离心加速法(如3000 rpm, 离心30分钟)、多重光散射追踪法、或测量一定时间后上清液的浊度/透光率。
- 粒径与Zeta电位测定: 严格按照激光粒度仪和Zeta电位仪的操作规程,对样品进行适当稀释(避免多重散射),在恒定温度下进行测量。
- 粘度与流变测定: 使用旋转粘度计需选择合适的转子型号和转速(常规定义如RVT模型, #3转子, 20 rpm, 25°C);流变测试则根据需求设定剪切速率扫描、应力扫描、频率扫描或时间扫描模式。
- 消泡/抑泡性能测试:
- 量筒振荡法: 在具塞量筒中加入一定量起泡液和消泡剂,剧烈振荡后记录初始泡沫高度及泡沫消失至特定高度(或完全消失)所需时间。
- 气流鼓泡法: 向装有起泡液的玻璃管中以恒定流速通入空气产生泡沫,加入消泡剂后,记录泡沫高度随时间的变化,或测定抑泡时间(停止鼓泡后泡沫高度降至一半所需时间)。
- 高速搅拌法: 在搅拌槽中高速搅拌起泡液产生泡沫,加入消泡剂后记录泡沫高度随时间的变化曲线。
- 固含量测定: 通常采用烘箱法(如105°C ± 2°C干燥至恒重)或卤素快速水分测定仪法。
- 安全卫生指标检测: 依据相关领域(食品、药典、化妆品规范)的标准方法进行重金属、微生物等测试。
相关检测标准
检测活动必须遵循相应的国际、国家、行业或企业标准,以保证结果的权威性和一致性。常用标准包括但不限于:
- 通用基础标准:
- GB/T 6682《分析实验室用水规格和试验方法》
- GB/T 8170《数值修约规则与极限数值的表示和判定》
- 分散剂相关:
- ISO 14887:2000《颜料和体质颜料 分散性的评定 用振荡机分散后分散性的显微评定》
- HG/T 4764-2014《涂料用分散剂 分散性能的测定》
- ASTM D4187《用离心机测定颜料悬浮液相对悬浮性的试验方法》
- 消泡剂相关:
- GB/T 21885-2008《


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