BS ISO 18747-2:2019
Определение плотности частиц седиментационными методами. Многоскоростной подход.
- Стандартный №
- BS ISO 18747-2:2019
- Дата публикации
- 2019
- Разместил
- British Standards Institution (BSI)
- Последняя версия
- BS ISO 18747-2:2019
- сфера применения
-
Обзор стандарта
BS ISO 18747-2:2019 описывает метод определения in situ плотности твердых частиц или капель жидкости (совместно именуемых «частицами»), диспергированных в непрерывной жидкой фазе. Метод основан на прямом экспериментальном измерении скорости седиментации частиц под действием силы тяжести или центробежных сил и расчете плотности частиц с использованием закона Стокса.
Основной принцип
Этот метод измеряет скорость миграции частиц как минимум в двух жидкостях с различной плотностью и рассчитывает плотность частиц по следующей формуле:
ρP = (v1·η1·ρL,2 - v2·η2·ρL,1)/(v1·η1 - v2·η2)
где v — скорость миграции, η — вязкость жидкости, а ρL — плотность жидкости. Этот метод не требует определения распределения размеров частиц, но требует, чтобы характеристики осаждения частиц оставались неизменными в различных жидкостях.
Ключевые технические требования
Элементы Требования Технология измерения Можно использовать любой метод, позволяющий количественно определить скорость миграции частиц. Рекомендуется использовать аналитическую центрифугу. Выбор жидкости Не менее двух жидкостей с разной плотностью, например, вода (D2O/H2O) или растворы разной концентрации Подготовка образца Объемная доля должна быть ниже 0,005, избегайте агломерации и обеспечьте полное смачивание Контроль температуры Поддерживайте постоянную температуру, так как плотность и вязкость жидкости чувствительны к температуре.
Подробное объяснение этапов реализации
- Подготовка образца: Рассейте порошок в соответствии Согласно ISO 14887, чтобы избежать агломерации. Для образцов, изначально представляющих собой дисперсии, замените непрерывную фазу центрифугированием.
- Выбор жидкости: Рекомендуется использовать комбинацию из 2-3 жидкостей с различной плотностью, например, смесь воды и тяжёлой воды.
- Определение скорости: Измерьте скорость миграции частиц в каждой жидкости при одинаковой температуре.
- Обработка данных: Рассчитайте плотность частиц по приведённой выше формуле. Рекомендуется провести повторные измерения.
Анализ неопределенности измерений
Неопределенность плотности частиц в основном возникает из-за:
- Погрешности измерения скорости (типичное значение 2%)
- Неопределенности данных о плотности и вязкости жидкости
- Влияния колебаний температуры (плотность приблизительно 0,2 кг/м³/°C, вязкость приблизительно 0,001 мПа·с/°C)
Стандарт содержит подробные формулы расчета распространения неопределенности, которые охватывают вклады всех входных параметров.
Примеры применения
Случай 1: Измерение плотности капель эмульсии полидиметилсилоксана
Использование H2O/D2O При использовании смеси в качестве непрерывной фазы скорость капель измеряли методом аналитического центрифугирования. Средняя плотность пяти смесей с различными соотношениями компонентов составила 968,3 кг/м³, что соответствует литературному значению 970 кг/м³.
Случай 2: Монодисперсные частицы полистирола (1,1 мкм)
Результат измерения методом многоскоростного анализа в системе вода/раствор сахарозы составил 1053,4 кг/м³, что в значительной степени соответствует результату, полученному методом изопикнической интерполяции, – 1053,2 кг/м³.
Развитие стандартной технологии
По сравнению с традиционным односкоростным или изопикническим методом, многоскоростной метод обладает следующими преимуществами:
- Не требуется знать размер частиц и фактор формы
- Определение распределения плотности (через процентили распределения скорости)
- Применимо к наночастицам (с усилением центробежного поля)
Этот стандарт представляет собой важное развитие в технологии характеризации частиц от однопараметрического измерения к многопараметрическому корреляционному анализу.
BS ISO 18747-2:2019 Ссылочный документ
- ISO 13318-2 Определение гранулометрического состава методами центробежного жидкостного осаждения. Часть 2. Метод фотоцентрифуги.
- ISO 14887 Подготовка проб. Процедуры диспергирования порошков в жидкостях
- ISO 18747-1 Определение плотности частиц методами седиментации. Часть 1. Метод изопикнической интерполяции.
- ISO 2811-3 Краски и лаки. Определение плотности. Часть 3. Осцилляционный метод*， 2023-10-01 Обновление
- ISO 3105 Стеклянные капиллярные кинематические вискозиметры. Технические характеристики и инструкции по эксплуатации [Стандарт на французском языке]
- ISO/TR 13097 Рекомендации по характеристике стабильности дисперсии
BS ISO 18747-2:2019 История
- 2019 BS ISO 18747-2:2019 Определение плотности частиц седиментационными методами. Многоскоростной подход.
