в лакокрасочной промышленности, седиментация пигментов и наполнителей оказывает значительное влияние на свойства покрытий в момент их использования. возможность точного определения характеристик седиментации имеет решающее значение для разработки стабильных при хранении покрытий – однако большинство испытаний на седиментацию по-прежнему проводится путем визуального осмотра. в этой статье, мы рассмотрим основы седиментации,, почему седиментация важна в лакокрасочной промышленности, и как анализаторы стабильности позволяют точно оптимизировать составы покрытий.¹

основы седиментации

седиментация – это процесс, при котором твердые частицы,, первоначально взвешенные в жидкой фазе,, со временем оседают на дно сосуда. седиментация в основном происходит из-за разницы в плотности между двумя фазами. относительно плотная твердые частицы естественным образом оседают на дно менее плотной жидкости по тем же причинам, по которым камень опускается на дно озера, или переносимая по воздуху пыль в конечном итоге оседает на землю.

Основное описание седиментации дается законом Стокса ,, который рассматривает сферические частицы, падающие через простую жидкость .. Закон Стокса дает уравнение для скорости v, с которой твердая частица выпадает из суспензии:

vu003d(Δρ_p gd^2)/18η

в этом уравнении , Δρ_p — разница между плотностями твердой и жидкой фаз , g — сила тяжести , d — диаметр рассматриваемой частицы, а η — вязкость жидкой фазы ,. . эта математическая обработка говорит нам о том, что скорость осаждения зависит от размера частиц,, вязкости жидкой фазы, и разницы в плотности между твердой и жидкой фазами: камень быстро тонет в воде,, а строительная пыль может требуется несколько минут или часов для осаждения в зависимости от размера частиц.²

важно помнить,, хотя,, что эта модель является всего лишь приближением первого порядка.³ осаждение в красках,, покрытиях, и других реальных продуктах гораздо сложнее,, как правило, с участием частиц разного размера и формы, падающих через сложные жидкости с вязкоупругими свойствами.

осаждение в покрытиях

важность осаждения различается для различных промышленных продуктов. в лакокрасочной промышленности, пигменты (нерастворимые красители) и наполнители (функциональные добавки) склонны к осаждению,, что делает их практически непригодными.
с положительной стороны, осаждение часто является обратимым,, что означает, что твердые частицы могут иногда повторно диспергироваться после того, как они осели. для определенных продуктов, это не проблема – многие лекарства, напитки, и другие товары для дома просто инструктируют пользователя «хорошо встряхнуть перед использованием.». Этого достаточно для полного повторного диспергирования твердого материала без каких-либо существенных неудобств для конечного пользователя..

однако, во многих покрытиях и других продуктах, связь между частицами означает, что осевшие частицы могут иногда образовывать твердый или резиноподобный осадок, который не может быть повторно диспергирован., даже если повторное диспергирование возможно, покрытия и краски в целом для достижения этого требуются относительно высокие затраты энергии (например, механическое перемешивание ,) .

осаждение может быть сведено к минимуму за счет уменьшения разницы в плотности между твердой и жидкой фазами,, уменьшения размера частиц и увеличения вязкости жидкой фазы. в покрытиях обычно также используются реологические добавки,,, которые образуют трехмерные сети для поддержки пигментов и наполнителей и предотвращения их выпадения из суспензии. и, следовательно,, контроля характеристик осаждения и повторного диспергирования, необходимых для производства высококачественных покрытий.

характеризующий седиментацию

чтобы эффективно ограничивать осаждение и производить стабильные продукты,, производители должны иметь возможность точно охарактеризовать это поведение во время разработки и производства продукта..

визуальный контроль остается наиболее распространенным методом испытания седиментации в промышленности., несомненно, прост в реализации, визуальный контроль также практически не требует капитальных затрат, однако, такие методы неизменно подвержены догадкам и неточностям., а также будучи неточным,, этот процесс также может занять много времени, поскольку любые изменения должны быть видны невооруженным глазом, чтобы их можно было обнаружить.