濕法激光粒度儀憑借“分散均勻、檢測(cè)精準(zhǔn)”的優(yōu)勢(shì),成為粉體材料粒度分析的主流設(shè)備。分散介質(zhì)作為顆粒分散與光信號(hào)傳播的載體,其選擇直接影響顆粒分散效果、檢測(cè)信號(hào)穩(wěn)定性及最終數(shù)據(jù)可靠性。若介質(zhì)選擇不當(dāng),易導(dǎo)致顆粒團(tuán)聚、信號(hào)干擾或顆粒性質(zhì)改變,引發(fā)檢測(cè)誤差。下面將聚焦分散介質(zhì)選擇的核心原則,為實(shí)驗(yàn)室精準(zhǔn)檢測(cè)提供科學(xué)依據(jù)。
與顆粒的化學(xué)相容性是首要原則,杜絕顆粒與介質(zhì)的不良相互作用。相容性核心在于“不反應(yīng)、不溶解、不吸附”:首先,介質(zhì)需與顆粒無(wú)化學(xué)反應(yīng),如檢測(cè)金屬氧化物顆粒時(shí),避免選用酸性介質(zhì),防止氧化腐蝕或生成新物質(zhì);檢測(cè)有機(jī)物顆粒時(shí),嚴(yán)禁使用可與其發(fā)生溶解的溶劑,例如分析聚乙烯顆粒應(yīng)選用水而非有機(jī)溶劑。其次,介質(zhì)不能改變顆粒表面特性,對(duì)于表面帶有活性基團(tuán)的納米顆粒,需避免介質(zhì)中離子吸附導(dǎo)致的顆粒團(tuán)聚;同時(shí),介質(zhì)自身應(yīng)具備化學(xué)穩(wěn)定性,在檢測(cè)過(guò)程中不發(fā)生分解、變質(zhì),確保分散體系長(zhǎng)期穩(wěn)定。

折射率匹配度直接關(guān)乎檢測(cè)精度,需實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的有效區(qū)分。激光粒度儀基于米氏散射原理工作,顆粒與介質(zhì)的折射率差異是產(chǎn)生散射信號(hào)的核心條件。若兩者折射率過(guò)于接近,散射信號(hào)會(huì)大幅減弱,導(dǎo)致小顆粒檢測(cè)靈敏度下降;若差異過(guò)大,易產(chǎn)生強(qiáng)背景干擾。選擇時(shí)需遵循“適度差異”原則:對(duì)于透明顆粒(如石英砂),可選用水作為介質(zhì),其折射率(1.33)與石英(1.55)形成合理差異;對(duì)于高折射率顆粒(如金剛石,折射率2.42),建議選用折射率稍高的乙醇(1.36),縮小與顆粒的折射率差距以減少信號(hào)干擾。部分儀器配備折射率數(shù)據(jù)庫(kù),可根據(jù)顆粒材質(zhì)快速匹配推薦介質(zhì)。
分散能力適配性是保障顆粒單分散的關(guān)鍵,需打破顆粒團(tuán)聚狀態(tài)。顆粒在自然狀態(tài)下易因范德華力形成團(tuán)聚體,介質(zhì)需通過(guò)自身性質(zhì)或添加分散劑實(shí)現(xiàn)顆粒分散。對(duì)于疏水性顆粒(如炭黑),可選用油性介質(zhì)(如煤油)并添加Span類分散劑,增強(qiáng)顆粒與介質(zhì)的親和力;對(duì)于親水性顆粒(如碳酸鈣),水是基礎(chǔ)介質(zhì),可通過(guò)調(diào)節(jié)pH值或添加十二烷基苯磺酸鈉等分散劑,破壞顆粒間的團(tuán)聚力。同時(shí),介質(zhì)的粘度需適中:粘度過(guò)低易導(dǎo)致顆粒沉降過(guò)快,影響檢測(cè)穩(wěn)定性;粘度過(guò)高則會(huì)阻礙顆粒分散,且增加光信號(hào)傳播阻力,建議選擇粘度在1-10mPa·s范圍內(nèi)的介質(zhì)。
安全性與經(jīng)濟(jì)性是工業(yè)應(yīng)用的重要考量。實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)需優(yōu)先選用無(wú)毒、無(wú)腐蝕性、不易燃的介質(zhì),如檢測(cè)食品級(jí)顆粒時(shí),必須選用食品級(jí)純水或乙醇,避免介質(zhì)殘留污染;檢測(cè)化工危險(xiǎn)品顆粒時(shí),需選用與顆粒不發(fā)生燃燒、爆炸反應(yīng)的惰性介質(zhì)(如礦物油)。經(jīng)濟(jì)性方面,在滿足檢測(cè)要求的前提下,應(yīng)優(yōu)先選擇來(lái)源廣泛、成本低廉的介質(zhì),如水、乙醇等,降低長(zhǎng)期檢測(cè)成本;對(duì)于特殊需求的檢測(cè),可通過(guò)優(yōu)化介質(zhì)用量或回收處理,提升經(jīng)濟(jì)性。
分散介質(zhì)的選擇需建立在“多維度匹配”基礎(chǔ)上:以相容性為前提,折射率匹配度為核心,分散能力為保障,兼顧安全與經(jīng)濟(jì)。建議在檢測(cè)前通過(guò)小批量試驗(yàn)驗(yàn)證介質(zhì)適用性,觀察顆粒分散狀態(tài)與信號(hào)穩(wěn)定性;同時(shí)建立介質(zhì)選擇臺(tái)賬,根據(jù)不同顆粒材質(zhì)形成標(biāo)準(zhǔn)化方案。若需精準(zhǔn)匹配特定顆粒的分散介質(zhì),可聯(lián)系儀器廠家獲取定制化技術(shù)支持,確保每一次檢測(cè)數(shù)據(jù)都精準(zhǔn)可靠。