ДИСПЕРГИРОВАНИЕ ПИГМЕНТОВ

Дисперсность и удельная поверхность

Дисперсность. Под дисперсностью понимают степень раздробленности вещества. Дисперсность является важ­нейшей характеристикой <микрогетерогенных систем с развитой поверхностью раздела фаз. Чем меньше размер частиц пигмента, тем выше его дисперсность¹»².

На практике моно дисперсные порошки встречаются крайне редко. Реальные системы полидисперспы. В ряде работ³»⁴ приведены кривые распределения частиц пс размерам в дисперсных системах, дан функциональный анализ распределения частиц⁵, обобщены результаты изучения гранулометрического анализа порошков⁶»⁷.

Распределение частиц по размерам графически изображают в виде интегральных или дифференциаль­ных кривых распределения (рис. 2.1). Интегральная кривая представляет собой зависимость суммарного ве­сового содержания частиц различных размеров. Диффе­ренциальная кривая представляет собой функцию рас­пределения (F^dQjdr), т. е. отношение приращения массы (объема или числа частиц) фракции (Q) к при­ращению размера частиц этой фракции. Методика по­строения кривых описана во многих руководствах⁸-⁹.

Во многих случаях дифференциальные кривые рас­пределения несимметричны; это указывает «а недопусти­мость применения в данном случае понятия «средний размер» частиц (г_Ср). Правильнее пользоваться так на­зываемым наивероятнейшим значением радиуса частиц (г_н), который соответствует максимуму на диф­ференциальной кривой распределения. Вместе с пре­дельным наименьшим (г_шга) и наибольшим (г_макс) ра­диусами частиц эти три величины характеризуют ди­сперсную фазу. Степень иолидисперсности (6) опреде­ляется соотношением:

g _ *макс ^гмин

На практике замечено¹⁰*¹¹, что чем продолжительнее процесс измельчения и чем больше ступеней размола, тем ближе кривые распределения к кривой распределе­ния Гаусса и г_ср приближается к г_п.

Часто встречаются дифференциальные кривые рас­пределения с двумя и даже тремя максимумами. Такой вид распределения свидетельствует о различной ди­сперсности компонентов. Различную дисперсность мо-

гут иметь одни и те же химические продукты, обладаю­щие неодинаковой прочностью или полученные разными методами, например конденсацией возогнанных продук­тов или механическим измельчением природных мине­ралов. Так, в земляной охре каолин и окрашивающие его гидраты окиси железа высокодисперсны, а примесь прочной окиси кремния низкодисперсна. В результате дифференциальная кривая распределения для этого пиг-

!

мента имеет два резко выраженных максимум* (рис. 2.2).

Удельная поверхность. Для монодисперсных порош ков, частицы которых не имеют внутренних пор, под удельной поверхностью 5_УД понимают отношение наруж ной поверхности частицы S к ее обійму V или массе т (tn — Vр, где р — плотность):

S                     S S

V = 'V "^л" "т ⁼Тр

удельная поверхность выражается в см²/г или м²/г. Для частиц правильной формы 5_УД можно вычислить по урав нению

s —JL

где К — коэффициент, учитывающий форму частиц; а — линейный размер тела.

Коэффициент К подсчитан¹² для многих тел правиль ной формы и для некоторых из них имеет следующие

значения:

Шар................................................................................... 6

Куб..................................................................................... 6

Тетраэдр.............................................................................. 14,6

Сдвоенный тетраэдр ........................................................... 11,0

Пирамида

основание—квадрат со стороной а

высота а.................................................................... 9,60

высота 0,5 а............................................................... 7,23

основание—прямоугольник со сторонами а и 2а

высота а.................................................................... 7,83

Сдвоенная пирамида

основание—квадрат со стороной а

высота а.................................................................... 6,66

основание—прямоугольник со сторонами а и 2а

высота а................................................................. .7,87

Прямоугольный параллелепипед

со сторонами 0,5    а,   а и 2а....................................... 7,0

со сторонами а,      а и 2а............................................. 8,0

Удельную поверхность реальных полидисперсных по­рошков можно вычислить по уравнению

^гмакс

^SyA=I рлГ ^F( *

^мин

где F_r — дифференциальная функция распределения частиц порош ка по размерам.