De Analyse van de Grootte van het Deeltje van Pigment die de Diffractie van de Laser Gebruiken

Het Pigment en de verven spelen een belangrijke rol als industriële materialen. De eigenschappen van een bepaald pigment/verfsysteem worden bepaald grotendeels door de distributie van de deeltjesgrootte. De grootte van het Deeltje bepaalt de kleursterkte of de diepte van kleur, verder, het kan ook een belangrijke fysieke parameter van het pigmentsysteem zelf zijn. Bijvoorbeeld, in drukinkten, is het essentieel dat de inktdeeltjes niet groter zijn dan het systeem van de pijplevering dat de inkt levert. De capaciteit van een bepaald pigment om licht (kleursterkte) te absorberen stijgt met dalende deeltjesdiameter en verhoogde oppervlakte, tot het een punt bereikt wanneer de deeltjes aan het inherente licht doorzichtig worden. Deze enige factor maakt alleen de meting van deeltjesgrootte aan de prestaties voor vele pigmenttoepassingen kritiek.

De technologie in PIDS wordt gebruikt is eenvoudig en geleid uit de reeds lang gevestigde en begrepen theorie Mie van die het lichte verspreiden af. PIDS vertrouwt op de transversale aard van licht. Het bestaat uit een magnetische vector en uit een elektrische vectorloodlijn aan elkaar. Als, bijvoorbeeld, de elektrische vector „op en neer is,“ het licht schijt verticaal gepolariseerd. Wanneer een steekproef met licht van een bepaalde golflengte en een polarisatie wordt verlicht, vestigt het elektrische veld een dipool. De schommelingen van de elektronen in deze dipool zullen in het zelfde vliegtuig van polarisatie zoals de verspreide lichtbron zijn. De oscillerende dipolen in de deeltjes verspreiden licht in alle richtingen behalve dat van de schommeling. PIDS haalt voordeel uit dit fenomeen. Drie golflengten (450 NM, 600 NM en 900 NM in het Beckman Kouter LS 230 en LS 13 320) verlichten verticaal opeenvolgend de steekproef, eerst met en dan met horizontaal gepolariseerd licht. Het verspreide of opnieuw gestraalde licht van de steekproef wordt dan bepaald over een waaier van hoeken. De verschillen tussen verticaal en het horizontaal gepolariseerd licht voor elke golflengte worden geanalyseerd gevend informatie over de distributie van de deeltjesgrootte van de steekproef. Het is essentieel dat de verschillen tussen verticaal en de horizontaal gepolariseerde signalen, en niet eenvoudig de waarden bij een bepaalde polarisatie worden gemeten. De intensiteit versus het verspreiden van hoekinformatie van wordt de PIDS signalen dan gecombineerd met de intensiteit versus het verspreiden van hoekgegevens van de primaire laser van het instrument om een ononderbroken groottedistributie van submicron aan millimeter (0.04 mm aan 2.000 mm in Beckman Kouter LS 230 en LS 13 320) te geven.

Het Pigment biedt een uniek die probleem aan niet met de meeste materialen wordt ontmoet die gebruikend de instrumenten van de laserdiffractie worden gemeten. Voor het rangschikken van gekleurde pigmentsteekproeven precies, zowel echte moeten r.i van het materiaal als zijn denkbeeldige component worden gekend. Terwijl echte r.i een waarde is die door een aantal analisten kan worden verkregen, is de bepaling van de denkbeeldige component niet onbelangrijk. Het is de graad van absorbering die door de steekproef bij een bepaalde golflengte wordt getoond. De Witte of transparante materialen tonen geen absorbering. Voor pigment, zijn zij gekleurd liggen met het feit dat zij bepaalde golflengten bij voorkeur absorberen. Bijvoorbeeld, wanneer een blauw pigment met een absorberingsmaximum bij 630 NM met een laser van het heliumneon (golflengte 633 NM) in wisselwerking staat, die de keus van een aantal fabrikanten voor hun primaire laser lichtbron is, het pigment hoofdzakelijk zich als zwart lichaam gedraagt. Dit moet worden overwogen wanneer het berekenen van de distributie van de deeltjesgrootte, in het bijzonder als de deeltjes klein zijn. Het is gemakkelijk om te zien dat de getalsmatige weergave van de denkbeeldige component van complexe r.i voor de nauwkeurige bepaling van pigment corpusculaire systemen zeer belangrijk is.

Het Bepalen van de denkbeeldige component van een pigment kan worden uitgevoerd gebruikend een spectrofotometer UV/Vis, die het relatieve absorptievermogen van een materiaal per bepaalde golflengte meet. Aan de metingen van de permormspectrofotometer, een vloeistof die de pigmentdeeltjes in molecules oplost moet worden gebruikt. De lichte vermindering, wanneer het overgaan door de steekproef, is toe te schrijven aan zich zowel absorptie als het verspreiden. Men moet het verspreiden minimaliseren zich om absorptie correct te meten. Voor gekleurde materialen, moet men de denkbeeldige component verkrijgen van complexe r.i voor elke golflengte en hen selectief gebruiken om een volledig Mie theorie optisch model voor een bepaalde steekproef te berekenen. Tijdens analyse van pigment, is het ook voordelig om andere bronnen van informatie te gebruiken om de verkregen resultaten aanvankelijk te controleren of te bevestigen. Zodra de correlerende informatie is bewezen geschikt ben voor een bepaald model van een bepaalde steekproef het dan met vertrouwen voor dat materiaal kan worden gebruikt.

De beste bronnen van correlerende informatie zijn microfoto's. Dit kunnen beelden van optische microscopen of elektronenmicroscopen zijn. Deze benadering is bijzonder belangrijk voor de opsporing van kleine hoeveelheden overmaatse materialen. Dit kan een gemeenschappelijk probleem met vele pigmentsystemen zijn toe te schrijven aan het type van van het groottevermindering of malen gebruikte technieken. De molens van de Bal kunnen tot kleine hoeveelheden overmaatse materialen leiden die door laserdiffractie undetected kunnen blijven, vooral als de denkbeeldige component van r.i niet in acht wordt genomen. De geschiktheid van een optisch model voor een bepaald pigment wordt het best bepaald als men een malenprocédé in tijd volgt. Als de correcte r.i waarden zijn gebruikt om tot het optische model te leiden, zou men een constante vermindering van de gemiddelde grootte moeten verkrijgen.

Figuren 2-4 tonen voorbeelden om correcte denkbeeldige r.i te gebruiken wanneer het rangschikken van pigmentdeeltjes. De gegevens in Figuur 3 waren het zelfde als degenen in Figuur 2 maar analyseerden het gebruiken van de denkbeeldige waarden voor een blauw pigment. Neem nota van de smalle distributie en van het gebrek aan de bevolking van overmaatse deeltjes.

Figuur 2. De distributies van de Grootte van een oranje die pigment progressief over een periode wordt gemalen van twee uur. De Maximum absorbering UV/Vis werd getoond bij ongeveer 450 NM.

Figuur 3. De distributies van de Grootte van de zelfde gegevens in Figuur 2 maar met een verkeerde denkbeeldige r.i waarde.

Figuur 4. Het Gele die pigment, tijdens een periode wordt van vier uur, brengt een zinvolle distributie door denkbeeldige waarden van r.i gemalen op te gebruiken die door UV/Vis de spectroscopie werden bepaald. De distributie kan ook worden bevestigd door andere methodes te gebruiken.

Alle instrumenten van de laserdiffractie hebben een belangrijk nadeel: zij maken geen toelage voor de vorm van de materialen in onderzoek, ongeacht de grootte van de deeltjes. De redenen voor dit liggen met de onderliggende gebruikte veronderstellingen, in het berekenen van groottedistributies van de ruwe die gegevens tijdens de analyse worden geproduceerd. De wiskundige die modellen worden gebruikt worden om distributies te berekenen gebaseerd bij zich het verspreiden van licht door een gebied. Om Het Even Welke gemelde distributie is, inderdaad, een gelijkwaardige sferische distributie van het materiaal dat wordt bestudeerd. In de meeste instanties is dit vrij adequaat sinds de meeste deeltjes benaderend aan een sferisch systeem voldoende genoeg.

Één voorbeeld waar de sferische vormveronderstelling niet nauwkeurig is dat van is mono-verspreidt, sferoïdaal materiaal van de assen van het submicronhematiet die 46.9 NM in breedte en 130.8 NM in lengte zijn, die hen een benaderende aspectverhouding van 3:1 geeft, zoals die door elektronenmicroscopie wordt bepaald ( (SEM)Fig. 5) af te tasten.

Figuur 5. De getoonde microfoto van SEM is een representatieve steekproef van hematietassen.

De Verbeterde diffractie van de multi-golflengtelaser kan met succes aan steekproeven van het grootte de corpusculaire pigment worden aangewend. R.i kan worden bepaald gebruikend verscheidene middelen. Het is ook lonend het nadenken gebruikend andere technieken de verkregen resultaten aanvankelijk om te bevestigen.