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激光粒度儀在粉末顏料中的應用
一、粉末顏料介紹：
粉末顏料是用于印刷的重要材料，它通過印刷或噴繪將圖案、文字表現在承印物上。粉末顏料中包括主要成分和輔助成分，一般由連結料（樹脂）、顏料、助劑和溶劑等組成。影響油墨性能的因素很多，比如樹脂的種類和分子量，顏料的色度和粒度大小及分布等。在眾多影響因素中，顏料的粒度和分布無疑是最重要的參數之一，其不但直接影響到油墨的終端性能比如色澤、均一性、力學強度等，而且對于油墨的加工過程也有較大的影響，比如影響油墨的粘度和流變特性等。相比較常規的涂料，油墨中顏料顆粒的粒度一般都非常小，幾乎都在亞微米甚至納米區域，同時越小的顆粒因為較大的比表面積又極易產生團聚，因此也就使得油墨的粒度檢測面臨比較大的挑戰。
顏料就是能使物體染上顏色的物質。顏料有可溶性的和不可溶性的，有無機的和有機的區別。無機顏料一般是礦物性物質，人類很早就知道使用無機顏料，利用有色的土和礦石，在巖壁上作畫和涂抹身體。有機顏料一般取自植物和海洋動物，如茜藍、藤黃和古羅馬從貝類中提煉的紫色。
二、顏料檢測粒度的意義：
有機顏料是不溶于水、難溶于各種應用介質中的著色劑,其應用狀態可以是干粉,也可以是濕濾餅或色母粒等顏料制備劑的形式。其中大多是以干粉狀態進行著色的。其結晶狀態、顆粒度及顆粒表面性質不同在應用中會出現很大差異,主要表現在色相、分散性、著色力、透明度、流動性等的差異。
近年來隨著新應用技術的發展,對有機顏料的粒徑提出越來越高的要求。尤其是數字打印技術的問世,噴墨技術的迅速發展,已由紙張噴墨印刷發展到織物的噴墨印花。在CIJ印花機上,噴嘴直徑只有50m,大印墨粒徑要不大于1m。要滿足設備要求,則有機顏料的粒徑要求要低于0.3m,而通常有機顏料的 粒徑在0.03m到2.0m之間 。在 各項性能的同時,控制顏料的粒徑達到應用要求。
顏料的粒度大小還對其色強度和亮度等有著重要的影響。有機顏料的顏色和性能主要決定于它的化學結構，其次還決定于其他晶格型式。 通過電子顯微鏡觀察可知，顏料粉末的顆粒形態是由初級顆粒、凝聚體和聚合體組成。初級顆粒是以單一晶體或微晶體的組合晶體存在，是合成時初生成的顆粒，初級顆?？梢曰ハ嘟M成不可滲透的、有規則的面面。當亞微米范圍內的顏料顆粒分散在特定介質時，其著色強度隨著粒度降低而增高。這一結論已為理論和實踐所證實。顆粒大小與著色強度可用mie理論進行計算，它是建立在光學參數，折射率（n)和吸收系數（K)的測定上，不同顏料具有不同的n和k值，按Mie理論所得顏料直徑與著色的關系。顏料著色強度對顆粒大小極大依賴關系的本質是顆粒大小直接影響了顏料的光學性質，粒子大小不同，對光的吸收和反射不同，故著色強度隨著顆粒粒徑的增加而減少。
當然，顏料粒徑大小除影響著色強度外，對其他性能（如吸、這概率、透明度等）也有極大的影響；而顏料的著色強度除決定于粒徑粒徑大小外，尚決定于晶型、晶體外形等。應注意其間錯綜復雜的關系。
有機顏料的粒徑大小是影響其透明性的重要因素，欲使應用介質呈現非透明性，除了要求分散介質與顏料粒子之間的折射指數有明顯差之外，還與顏料粒子對光線的散射作用有關。當顏料粒徑大小為光線波長的一半，即顏料顆粒直徑為0.2～0.5μm（即200～500mm）時，對光的散射能力強，可導致遮蓋力高的非透明性；而當顏料分散體的平均粒徑小于此數值時，如粒徑為0.015～0.025μm則呈透明性，顏料的著色力也高。
耐氣候牢度是顏料耐久性的只要性能之一，也是有機顏料具備的基本應用性能。顏料在光照之下褪色過程中屬于氣固非均相反應，其反應速度主要與化學結構有關，但也與顏料粒子大小，即與其比表面積有關，通常微細粒子比表面積大，其耐候性較差。此外，作為涂料及塑料著色的顏料尚應具有的耐溶劑性及耐遷移性能，該性能與顏料分子結構，取代基類型及粒子表面極性有關，同時顏料粒徑大小也將影響其耐溶劑性能。
顏料的顆粒狀態粒徑大小不僅影響到著色強度、透明度、色光、耐氣候牢度、耐溶劑性能，而且也對著色涂層膜的光澤度有一定的影響，當然也與應用介質的成膜光澤度有重要的關系。當顏料粒子呈球狀，且粒徑在0.01～1μm范圍，將可形成更為光滑的表面涂膜，并且和顏料粒子的形狀有關，尤其是針狀或棒狀的粒子的長/寬比值大小起著重要的作用。
三、粉末顏料激光粒度分析儀介紹
我們久濱儀器研制的JB6100-B粉末顏料激光粒度分析儀。
3.1、粉末顏料激光粒度分析儀——測試原理：
激光粒度儀是根據光的散射現象來測量顆粒大小的，即顆粒尺寸越小，散射角越大；顆粒尺寸越大，散射角越小。光是一種電磁波，散射現象的物理本質是電磁波和物質的相互作用的結果。在球形、勻質、各向同性的假定下，散射現象可用嚴格的電磁波理論，即Mie散射理論描述。Mie理論是描述散射光場的嚴格理論，適用于經典物理意義上任意大小的顆粒。
3.2、粉末顏料激光粒度分析儀——應用領域：
1、各種非金屬粉：如重鈣、輕鈣、滑石粉、高嶺土、石墨、硅灰石、水鎂石、重晶石、云母粉、膨潤土、硅藻土、黏土、二氧化硅、石榴石、硅酸鋯、氧化鎂、氧化鋅等。
2、其它粉體：河流泥沙、鋰電池材料、催化劑、熒光粉、水泥、磨料、醫藥、農藥、食品、涂料、染料、陶瓷原料、化工材料、納米材料、造紙填料涂料、各種乳液等。
3.3、粉末顏料激光粒度分析儀——性能特點：
激光粒度儀自70年代問世以來，能迅速地成為世界流行的粒度測量儀器，是跟它 tè有的性能分不開的。
1、測量的動態范圍大：動態范圍是指儀器能同時測量的小顆粒與大顆粒之比。動態范圍越大，使用越方便。
2、測量速度快：從完成分散后進樣開始，到輸出測試報告只需大約一分鐘，是現有的各種粒度儀器中快的儀器之一。
3、重復性好：由于樣品取樣量相對于其他儀器要多得多，對同一次取樣又進行超過100次的光電采樣，因而測量的重復精度很高，平均粒徑的典型精度可達1%以內。
4、操作方便：相對于現有的各種顆粒儀器而言，它具有不受環境溫度影響（相對沉降儀），沒有堵孔問題（相對庫爾特）等優點。寬闊的動態范圍使用戶不必為量程的選擇而傷腦筋。
