Размер частиц и его измерение
Чтобы понять поведение и свойства диспергированных частиц, таких как пигменты в лакокрасочных материалах, необходимо иметь сведения о размере частиц и его распределении. Лакокрасочный материал может содержать пигменты, наполнители, капли эмульсии и частицы латекса.
На вопрос: «Чем является частица?» и, следовательно, «Каков ее размер?» не всегда легко ответить, что видно из рис. 6.1. _Ответ на этот вопрос вызывает другой вопрос: «Какое свойство необходимо исследовать?» Измерение размера частиц обычно является способом решения той или иной задачи и редко используется как самоцель. При любых измерениях важно подобрать наиболее пбдходящий метод из имеющихся. Если измеряется адсорбция ПАВ, следует измерять площадь поверхности; при рассмотрении седиментации измерение размера частиц следует производить объемным (весовым) методом, а не числовым.
Если частицы являются одинаковыми правильными сферами, то для определения их размера и точного описания распределения частиц по размерам необходимо лишь знать их диаметр. Однако на практике такое случается исключительно редко. Форма частиц часто неправильная; обычно они имеют различные диаметры, и поэтому определение их размеров, достаточное для одних условий, может быть недостаточным для других. Следовательно, важно правильно выбрать метод определения размера частиц. Например, переменный размер агломератов, показанный на рис. 6.1, не связан с размером монодисперсных первичных частиц, из которых состоят эти агломераты.Сферические частицы хорошо описываются их диаметрами, но несферические можно измерять различными способами. Некоторые из них показаны на рис. 6.2 [1].
Диаметр Ферета — расстояние между двумя касательными на противоположных сторонах частицы, перпендикулярными направлению, в котором рассматривается частица.
Диаметр Мартина — длина линии, параллельной тому же направлению, разделяющей профиль частицы на две равных по площади части.
Максимальный и минимальный линейные диаметры — два очевидных линейных измерения, которые могут быть использованы. Эти значения можно объединить, чтобы дать одно значение в виде корня квадратного из их произведения, что дает лучшее представление о размере, чем любое из значений, взятое отдельно. Рднако, такое измерение в известной степени трудоемко, и часто используют специальные шкалы в виде ряда кругов различного диаметра, наносимые на фотографии (или окуляр микроскопа); при этом частицы неправильной формы можно приравнять к кругу эквивалентной площади (или периметра). Иными словами, диа-'метр проекции частицы — это диаметр круга, равновеликого проекции частицы. Типичными примерами являются шкала Паттерсона-Кэйвуда, где нанесен ряд кругов в арифметической прогрессии, и шкала Портона, где площади возрастают в геометрической прогрессии с основанием 20,5