BI-DCP 高分辨率圓盤離心式粒度分析儀

高分辨率粒度分析儀

布魯克海文公司的 BI-DCP 粒度分析儀是一款數(shù)字化控制的高分辨率粒度分布分析儀。它能夠在 0.01 至 30 微米的粒度范圍內(nèi)提供高分辨率的分析結(jié)果，典型的分析時(shí)間為 5 至 30 分鐘。DCP 軟件可輕松實(shí)現(xiàn)對(duì)儀器的控制、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)據(jù)庫(kù)管理。該軟件采用菜單式操作，支持多種報(bào)告格式。

布魯克海文儀器公司以專注于研發(fā)面向亞微米級(jí)顆粒粒度測(cè)定和聚合物精確表征的光散射儀器而聞名業(yè)界。鑒于在 1 微米粒徑范圍內(nèi)對(duì)高分辨率測(cè)量的需求，布魯克海文公司推出了一款在此范圍內(nèi)分辨率遠(yuǎn)超其他技術(shù)的儀器。沉降本質(zhì)上是一種分級(jí)技術(shù)，BI-DCP 粒度分析儀提供了一種分離混合物組分的方法，同時(shí)還可對(duì)多種分布進(jìn)行精確表征。

概述

功能一覽

可分辨復(fù)雜混合物的粒徑
操作簡(jiǎn)便、快速且穩(wěn)定
無需校準(zhǔn)，精確推導(dǎo)
適用于廣泛的粒徑范圍和密度范圍
具有多種操作模式
外部梯度和內(nèi)部梯度
LINE 或 HOST 啟動(dòng)方式
允許連續(xù)進(jìn)樣
檢測(cè)器可固定或掃描
轉(zhuǎn)速可變
可對(duì)重量分布進(jìn)行定量測(cè)量
可預(yù)先優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件
分析和報(bào)告可定制
可對(duì)溫度進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)

在約 1 微米這一難以測(cè)量的粒徑范圍內(nèi)，沒有其他類型的儀器能夠分辨出多個(gè)峰。

DCP 配備了定制的電子驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)效率高且在臺(tái)面上運(yùn)行時(shí)噪音低。內(nèi)置的頻閃觀測(cè)燈與驅(qū)動(dòng)電路同步，用于檢查樣品的流體動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性。使用傳感器監(jiān)測(cè)圓盤內(nèi)的溫度。BI-DCP 的轉(zhuǎn)速范圍為 500 至 15,000 轉(zhuǎn)/分鐘，從而實(shí)現(xiàn)較寬的粒徑測(cè)量范圍。掃描式檢測(cè)頭可縮短測(cè)量時(shí)間。

使用效益

儀器是對(duì)當(dāng)下與未來的投資。BI-DCP 真正實(shí)現(xiàn)了成本效益，因?yàn)樗茏層脩糇龅揭韵聨c(diǎn)：

解析復(fù)雜的粒度分布，從而改善流變性能和結(jié)構(gòu)性能。
對(duì)原材料進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以減少返工。
對(duì)成品進(jìn)行特征分析，將批次間的差異降至最低。
通過減少工藝時(shí)間和放大生產(chǎn)時(shí)間來提高成本效益。
優(yōu)化材料特性，以增強(qiáng)產(chǎn)品性能。
研究粒度的基本原理，從而開發(fā)新產(chǎn)品和新工藝。

測(cè)量原理

顆粒會(huì)散射光，部分顆粒還會(huì)吸收光。DCP 使用一束 LED 光，下列關(guān)系式描述了其基本原理。該分析基于光散射的一種簡(jiǎn)化形式，即濁度。該分析基于光散射的一種簡(jiǎn)化形式，即濁度。靜態(tài)和動(dòng)態(tài)光散射通過量化散射光來計(jì)算粒徑，而濁度只需要能夠測(cè)量由于散射和/或吸收而損失的光，本質(zhì)上是通過透射率的降低來實(shí)現(xiàn)的。

I_t= ?I₀exp (-Q_ext * C * L)? 其中 I₀為入射光強(qiáng)度，I_t為透射光強(qiáng)度
Q_ext=消光效率=f(d_p，n_p/n_f，λ)
c = 質(zhì)量濃度
L = 光程（圓盤中旋轉(zhuǎn)液的寬度）
光或者被吸收或者被散射，這兩者的總和被稱為消光。
消光是粒徑的強(qiáng)函數(shù)。當(dāng) d_p ≤ 5μm 時(shí)，需要進(jìn)行顯著的光學(xué)校正
對(duì)于高密度材料（如金屬氧化物），該方法靈敏度高但定量性較差，因?yàn)樵谶@種情況下Q_ext不易準(zhǔn)確計(jì)算。

計(jì)算顆粒直徑的關(guān)鍵方程式為：

注意，時(shí)間與粒徑的平方成反比。

其中：

t = 時(shí)間

?_L= 液體粘度

R_D= 檢測(cè)器到圓盤中心的距離

R_I= 液面到圓盤中心的距離

ρ_p= 顆粒密度

ρ_L= 液體密度

BI-DCP 獲得的最終粒徑分布取決于流體動(dòng)力學(xué)，因?yàn)檫@決定了粒子帶到達(dá)檢測(cè)器所需的時(shí)間。在考慮具有復(fù)雜折射率的材料（如金屬和金屬氧化物顆粒）時(shí)，光學(xué)校正變得更加困難。這類樣品更適合采用 X 射線檢測(cè)。原子質(zhì)量較高的納米材料往往具有更高的密度，因此沉降速度更快。金屬和金屬氧化物顆粒通常如此。

典型應(yīng)用

應(yīng)用

多功能的 BI-DCP 能夠?yàn)榉稚⒃谝后w中且粒度范圍在 0.01 至 30 微米內(nèi)的粒度測(cè)量提供高分辨率的測(cè)量結(jié)果。這一粒徑范圍適用于多種材料和眾多應(yīng)用領(lǐng)域：

聚苯乙烯、聚氯乙烯和其他聚合物
炭黑
金屬氧化物、耐火材料
油墨顆粒、氧化鋁、二氧化鈦
藥品、化妝品、食品
涂料、油漆
礦物、二氧化硅
粘土、陶瓷

案例介紹：

Bl-DCP 的價(jià)值在一項(xiàng)涉及乳液聚合乳膠的涂料應(yīng)用中得到了體現(xiàn)。每批乳膠所制成的涂料性能各不相同，且未達(dá)到所需的技術(shù)規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)。因此，這些不合格的產(chǎn)品將被丟棄或儲(chǔ)存起來用于要求不高的應(yīng)用。這導(dǎo)致了處理費(fèi)用增加、出現(xiàn)存儲(chǔ)和處置方面的問題，并且大幅降低了利潤(rùn)率。使用 Bl-DCP 后，問題被追溯到典型大型生產(chǎn)反應(yīng)器中所生產(chǎn)膠乳的粒度分布存在差異。通過檢測(cè)粒度分布的變化并進(jìn)行相應(yīng)校正，最終產(chǎn)品得到了更嚴(yán)格的控制。這進(jìn)而使得生產(chǎn)的產(chǎn)品完全可用，消除了存儲(chǔ)和處置方面的問題，并為公司帶來了更高的利潤(rùn)率。

技術(shù)規(guī)格

分析	最大粒徑范圍為 0.01 至 30 微米；對(duì)于低密度顆粒，典型范圍為 0.05 至 10 微米，對(duì)于高密度顆粒，典型范圍為 0.01 至 2 微米；可分析分散在水和其他溶劑中的多種材料
數(shù)據(jù)系統(tǒng)	配備打印機(jī)的 Windows 系統(tǒng)計(jì)算機(jī)。具有實(shí)時(shí)圖形和數(shù)據(jù)顯示功能，高分辨率彩色（SVGA）顯示。菜單驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)分析和管理系統(tǒng)，附帶單份許可證和軟件副本。
驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)	由微處理器控制的數(shù)字驅(qū)動(dòng)電子電機(jī)。轉(zhuǎn)速可數(shù)字顯示，用于設(shè)置和監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速可在 500 至 15000 轉(zhuǎn) / 分鐘之間連續(xù)調(diào)節(jié)。轉(zhuǎn)速精度和穩(wěn)定性優(yōu)于 ±0.01%。配備溫度傳感器，溫度實(shí)時(shí)數(shù)字顯示。內(nèi)置雙用途頻閃觀測(cè)燈。
旋轉(zhuǎn)盤	由聚甲基丙烯酸甲酯和不銹鋼輪轂組成。在整個(gè)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)平衡。旋轉(zhuǎn)液體積為 10 至 40 毫升。
電源要求	100/115 VAC, 220/240 VAC, 50/60 Hz, 1,000 W
尺寸	260×500×550 毫米（高 × 寬 × 深）
重量	33 千克
認(rèn)證	CE 認(rèn)證

持續(xù)的產(chǎn)品改進(jìn)可能會(huì)導(dǎo)致技術(shù)規(guī)格的更新。

選件和配件

配件

標(biāo)準(zhǔn)樣品與參考樣品

BI-SVK993	粒度驗(yàn)證套件，（993 ± 21）納米
BI-LTX993	膠乳參考樣品，標(biāo)稱值為 993 納米
BI-TIO2	二氧化鈦參考樣品，平均粒徑約為 300 納米
注射器套件	包括注射器、管路等

備件

BI-DSC	用于水分散體系的標(biāo)準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)盤，最大轉(zhuǎn)速 15,000轉(zhuǎn)/分鐘，材質(zhì)為聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）
BI-DSCR	用于腐蝕性溶劑的旋轉(zhuǎn)盤，最大轉(zhuǎn)速 10,000轉(zhuǎn)/分鐘，材質(zhì)為聚碳酸酯