表面活性(xing)劑(ji)通(tong)常用于穩(wen)定(ding)分散體(ti)（乳(ru)液、懸浮(fu)液等(deng)）和改善表面性(xing)能(neng)。其(qi)選擇(ze)，最佳添加濃(nong)度等(deng)是配方設計中(zhong)的(de)(de)關鍵步驟。目前(qian)有許多(duo)不同(tong)的(de)(de)方法(fa)(fa)(fa)來(lai)評(ping)價(jia)分散體(ti)的(de)(de)穩(wen)定(ding)性(xing)。這些(xie)方法(fa)(fa)(fa)可能(neng)非(fei)常簡單(dan)，比如直接(jie)肉眼觀(guan)看差異，也(ye)可能(neng)基于個人(ren)經驗判斷。部分方法(fa)(fa)(fa)通(tong)過評(ping)價(jia)分散體(ti)的(de)(de)某些(xie)指標來(lai)衡量表面活性(xing)劑(ji)選擇(ze)的(de)(de)好壞，比如評(ping)價(jia)粒徑，電位(wei)，粘度等(deng)，但(dan)這些(xie)方法(fa)(fa)(fa)往(wang)往(wang)還(huan)需要(yao)稀(xi)釋樣品，操作繁(fan)瑣(suo)，且需要(yao)在樣品存(cun)放(fang)的(de)(de)不同(tong)階(jie)段反復進行(xing)測(ce)量。間(jian)接(jie)的(de)(de)某一(yi)指標與穩(wen)定(ding)性(xing)往(wang)往(wang)可能(neng)并不正相關，所以間(jian)接(jie)法(fa)(fa)(fa)測(ce)量與實際的(de)(de)儲存(cun)穩(wen)定(ding)性(xing)又存(cun)在偏差。

本文簡述了用LUM穩(wen)(wen)定性(xing)分析(xi)儀進(jin)行(xing)表面活(huo)性(xing)劑(ji)的快(kuai)速篩選和評價分散體穩(wen)(wen)定性(xing)的過程。為(wei)了證(zheng)明該篩選方法的有(you)效性(xing)，我們選擇了一(yi)些不同濃(nong)度和組成(cheng)的分散劑(ji)來進(jin)行(xing)懸(xuan)浮液穩(wen)(wen)定性(xing)效果的評價。且進(jin)一(yi)步評估了制備條件的影響。

1，測試原理(li)

Fig1 Test Principle

使(shi)用近紅外光源(yuan)（或多光源(yuan)系統）不(bu)斷照(zhao)射整個樣品(pin)，在樣品(pin)離(li)(li)心加速(su)(su)分離(li)(li)的同(tong)時(shi)，與光源(yuan)平行(xing)的檢測器隨時(shi)間連續監測并反應樣品(pin)的透(tou)光率(lv)變化(hua)，從而(er)形成(cheng)樣品(pin)在分離(li)(li)過(guo)(guo)程的空間和時(shi)間透(tou)光率(lv)圖譜。通過(guo)(guo)配套(tao)的分析(xi)(xi)軟件，既(ji)可定(ding)性分析(xi)(xi)樣品(pin)詳細的失穩過(guo)(guo)程，又可對(dui)樣品(pin)間的不(bu)穩定(ding)性指數，界(jie)面分層，顆粒遷(qian)移(yi)速(su)(su)度，粒度和分布(bu)等進行(xing)定(ding)量分析(xi)(xi)和比較。

2，樣品和測(ce)試條件

2.1  樣(yang)品制(zhi)備(bei)(bei)：用(yong)不同(tong)濃度的(de)(de)十(shi)二烷基苯磺(huang)酸鈉（ABS-Na），和不同(tong)組成的(de)(de)陰(yin)離子-非離子表面活性(xing)劑混合物，制(zhi)備(bei)(bei)0.1 m/m的(de)(de)碳黑（廣泛應用(yong)于墨水，涂料(liao)(liao)，橡膠，塑料(liao)(liao)）水性(xing)分(fen)散體(ti)。且進一(yi)步評估(gu)了(le)制(zhi)備(bei)(bei)條件(jian)的(de)(de)影響。

2.2  測試條件：LUMiFuge111，285g，25℃，900s

3，測試結果

Figure 2-Evolution of transmission profiles, centrifugation of a carbon black suspension stabilized by a commercial anionic surfactant

圖2展示(shi)了(le)在該測試條件(jian)下，0.47% ABS-Na穩定(ding)的(de)(de)碳黑(hei)分散液的(de)(de)透(tou)光(guang)率圖譜隨(sui)時(shi)間的(de)(de)變化。在離心(xin)過(guo)程(cheng)中，一個(ge)相對平緩的(de)(de)沉(chen)積(ji)峰向(xiang)樣品(pin)管底部移動，這(zhe)是典(dian)型(xing)的(de)(de)顆粒(li)多分散沉(chen)降的(de)(de)過(guo)程(cheng)。

Figure 3-Comparison of sedimentation kinetics obtained by the analysis mode Front Tracking , dependence on surfactant ( ABS-Na ) concentration (% m/m )

圖(tu)3展示了在(zai)該測試(shi)條件下，不同濃(nong)度(du)ABS-Na的(de)(de)作(zuo)用(yong)下碳黑分散液的(de)(de)界面位置隨時(shi)間的(de)(de)沉(chen)(chen)降過程。我們(men)發現當(dang)ABS-Na的(de)(de)濃(nong)度(du)從0.011%到(dao)0.47%的(de)(de)升(sheng)高(gao)過程中，斜率逐漸降低，即沉(chen)(chen)降速率逐漸降低，穩(wen)定性提升(sheng)。

Figure 4-Carbon black stabilization by an anionic dispersant-effect of dispersant concentration

圖4展示了在該測試條件下不同濃(nong)(nong)度(du)(du)ABS-Na的作用下碳黑分(fen)散液的界面沉降速率。我們發(fa)現當ABS-Na的添加(jia)濃(nong)(nong)度(du)(du)較低時，穩定性隨濃(nong)(nong)度(du)(du)的增(zeng)(zeng)加(jia)而增(zeng)(zeng)加(jia)，當ABS-Na的濃(nong)(nong)度(du)(du)達到0.7%時穩定性不再顯著(zhu)增(zeng)(zeng)加(jia)，即此時是最佳添加(jia)濃(nong)(nong)度(du)(du)。

Figure 5-Carbon black stabilization by an anionic-nonionic dispersant mixture-effect of anionic surfactant mass fraction (dispersant concentration 0.5 % m/m )

圖5展示了在該測(ce)試條件下，不同(tong)組成的陰離(li)子-非離(li)子表面(mian)活性(xing)劑混合物(wu)（總的分散(san)劑添加濃度為0.5%）的作用下碳黑分散(san)液的界面(mian)沉降速率。最(zui)佳混合比例約為1：1

Figure 6-Carbon black stabilization by an anionic dispersant (0.5 %m/m ) -effect of stirring speed and time

圖6展示了在該測試條(tiao)件(jian)下，不同制備條(tiao)件(jian)（攪(jiao)拌(ban)轉速和時間）對(dui)陰離子表面(mian)活(huo)性劑（0.5% ABS-Na）的(de)(de)添加效果的(de)(de)影響。攪(jiao)拌(ban)轉速提(ti)高以后，碳黑(hei)分散液的(de)(de)沉降速率顯(xian)著(zhu)降低(di)，即穩(wen)定性顯(xian)著(zhu)提(ti)升。

4，小結

本文有(you)效研(yan)究了分(fen)散劑的添(tian)加濃度和不同組成，以(yi)及制(zhi)備條件對穩(wen)定性(xing)的影響。對表面活性(xing)劑應(ying)用(yong)具有(you)良好的指導意義。