Аньцека Экспериментальный отчет
Исследование стабильности керамических чернил при хранении
Экспериментальный проект: Исследование стабильности керамических чернил при хранении
Экспериментальная категория: Тестирование диспергаторов, антиосаждающих агентов
Экспериментатор: Инженер по применению продукции Синьчжун Чжай
Аннотация: Керамические чернила были приготовлены с использованием диспергаторов Аньцзикан 6042A и 6042B, антиосаждающих агентов 4311, 4360, 6701, 972 и бентонита. Стабильность керамических чернил оценивалась путем измерения размера частиц, вязкости, скорости центробежного осаждения и скорости осаждения после термического хранения, а также скорости твердого осаждения. Экспериментальные результаты показывают, что керамические чернила на основе белого масла, приготовленные с диспергатором Аньцзека 6042B, обладают наилучшей стабильностью при хранении.
Ключевые слова: диспергатор, антиосаждающий агент, размер частиц, вязкость, скорость центробежного осаждения1.
1.Цель
Керамические чернила были приготовлены с использованием различных рецептур, включающих диспергаторы Аньцзека 6042A и 6042B, антиосаждающие агенты 4311, 4360, 6701, 972 и бентонит. Исследовалась стабильность керамических чернил, приготовленных по различным рецептурам, путем оценки размера частиц, вязкости, скорости центробежного осаждения, а также скорости осаждения и скорости твердого осаждения после термического хранения.
2. Экспериментальный протокол
Реагенты:
Керамический краситель (инкапсулированный красный, Гуосе), диспергаторы Аньцзека 6042A и Аньцзека 6042B, антиосаждающие агенты Аньцзека 4311, Аньцзека 4360, Аньцзека 6701, 972, бентонит, белое масло, кокоат, изопропиллаурат, керамический пигмент и образец керамических чернил Мируй.
Приборы:
Центрифуга (модель 80-2B, Jiangsu Jinyi Instrument Technology Co., Ltd.), анализатор размера наночастиц (модель BeNano 90, Dandong Bettersize Instruments Co., Ltd.), осциллирующий диспергатор, ротационный цифровой вискозиметр, ультразвуковой диспергатор, печь.
Приготовление керамических чернил
Белое масло № 10, кокоат и диспергатор смешивались в определенной пропорции до получения однородной массы. Затем добавлялся керамический краситель и тщательно перемешивался. Добавлялись циркониевые шарики (диаметром 0,3 мм) в количестве, в три раза превышающем массу суспензии, и смесь помещалась в осциллирующий диспергатор для диспергирования.
Термическое хранение
Чернила хранились в печи при температуре 50°C в течение 72 часов.
Методы тестирования
Измерение размера частиц керамического красителя в чернилах:
Измельченная суспензия разбавлялась белым маслом в 10 000 раз. Размер частиц красителя в разбавленных чернилах измерялся с помощью анализатора размера наночастиц.
Скорость центробежного осаждения:
Чернила центрифугировались при 3000 об/мин в течение 5 или 10 минут, как указано.
Вязкость:
Вязкость чернил измерялась при 15°C с помощью ротационного вискозиметра.
3. Экспериментальные рецептуры и методы
3.1 Влияние различных диспергаторов и дозировок на скорость центробежного осаждения
Таблица 1. Экспериментальные рецептуры для различных диспергаторов и дозировок
| Сырье |
1# |
2# |
3# |
4# |
5# |
6# |
Поставщик |
| Белое масло |
42.5 |
43.35 |
44.2 |
42.5 |
43.35 |
44.2 |
Гуосе |
| Кокоат |
7.5 |
7.65 |
7.8 |
7.5 |
7.65 |
7.8 |
Мируй |
| Диспергатор 6042A |
5 |
4 |
3 |
|
|
|
Аньцзека |
| Диспергатор 6042B |
|
|
|
5 |
4 |
3 |
Аньцзека |
| Инкапсулированный красный |
45 |
45 |
45 |
45 |
45 |
45 |
Гуосе |
3.1.1 Результаты и обсуждение эксперимента
После 8 часов осциллирующего измельчения измерялись размер частиц, вязкость и скорость центробежного осаждения. Результаты представлены в Таблице 3.
Таблица 3. Размер частиц, вязкость и скорость центробежного осаждения
| |
1# |
2# |
3# |
4# |
5# |
6# |
| Z-средний размер частиц (нм) |
225.54 |
369.99 |
275.08 |
295.26 |
273.09 |
292.15 |
| Вязкость (мПа·с) |
291.9 |
551. 1 |
4340 |
52.64 |
421. 1 |
6076 |
| Скорость центробежного осаждения % (5 мин) |
13. 12 |
13.48 |
21.30 |
5.36 |
12.39 |
21.36 |
| Скорость центробежного осаждения % (10 мин) |
17. 11 |
24.18 |
32.44 |
7.69 |
17.29 |
26.28 |
При дозировке диспергатора 5% диспергатор 6042A демонстрирует превосходное снижение размера частиц по сравнению с диспергатором 6042B; однако его характеристики смачивания и снижения вязкости, а также скорость центробежного осаждения уступают характеристикам диспергатора 6042B.
Дозировка диспергатора оказывает значительное влияние на размер частиц и вязкость. В пределах определенного диапазона дозировок увеличение содержания диспергатора приводит к уменьшению размера частиц, снижению вязкости и уменьшению скорости центробежного осаждения.
Как показано на образце 4#, при дозировке диспергатора 6042B 5% размер частиц и вязкость достигают минимальных значений, а скорость центробежного осаждения также минимизируется. Это указывает на то, что керамические чернила достигают наименьшей скорости центробежного осаждения и оптимальной стабильности при хранении, когда керамическая суспензия, приготовленная с диспергатором, одновременно демонстрирует наилучший размер частиц и вязкость.
При одинаковых условиях скорость центробежного осаждения через 5 минут ниже, чем через 10 минут.
3.2 Влияние различных растворителей на скорость центробежного осаждения
Таблица 4. Экспериментальные рецептуры с различными растворителями
| Сырье |
1# |
2# |
3# |
Поставщик |
| Белое масло |
50 |
42.5 |
42.5 |
Гуосе |
| Кокоат |
|
7.5 |
|
Мируй |
| Изопропиллаурат |
|
|
7.5 |
|
| 6042B |
5 |
5 |
5 |
Аньцзека |
| Инкапсулированный красный |
45 |
45 |
45 |
Гуосе |
Таблица 5. Размер частиц, вязкость и скорость центробежного осаждения
| |
1# |
2# |
3# |
| Z-средний размер частиц (нм) |
242.78 |
295.26 |
309.5 |
| Вязкость (мПа·с) |
65 |
52.64 |
60 |
| Скорость центробежного осаждения (%) (5 мин) |
1.9 |
5.36 |
6.75 |
Из приведенных выше результатов видно, что различные растворители оказывают значительное влияние на скорость центробежного осаждения. Среди рецептур чистое белое масло (образец 1#) демонстрирует наилучшие показатели, в то время как изопропиллаурат (образец 3#) показывает наихудшие показатели.
3.3 Влияние размера частиц и вязкости керамических чернил на скорость центробежного осаждения
На основе экспериментальных результатов, приведенных в разделе 3.1, был выбран диспергатор 6042B в дозировке 5%, а время измельчения варьировалось до 3, 4 и 5 часов. Экспериментальные рецептуры представлены в Таблице 6.
Таблица 6. Рецептуры керамических чернил
| |
Измельчение 3ч |
Измельчение 4ч |
Измельчение 5ч |
Поставщик |
| Смешанное масло (Белое масло : Кокоат = 85:15) |
50 |
50 |
50 |
Мируй |
| 6042B |
5 |
5 |
5 |
Аньцзека |
| Керамический пигмент |
45 |
45 |
45 |
Мируй |
Размер частиц, вязкость и скорость центробежного осаждения после измельчения представлены в Таблице 7.
Таблица 7. Размер частиц, вязкость и скорость центробежного осаждения
| |
Измельчение 3ч |
Измельчение 4ч |
Измельчение 5ч |
Образец Мируй |
| Z-средний размер частиц (нм) |
416.16 |
389. 12 |
306.05 |
324.15 |
| D50 (нм) |
443.01 |
433.72 |
309.25 |
355.08 |
| D90 (нм) |
8471.96 |
950.22 |
588.35 |
536.82 |
| Вязкость (мПа·с) |
32.6 |
39.3 |
46.1 |
43.07 |
| Скорость центробежного осаждения (%) (10 мин) |
26.03 |
10.84 |
7.73 |
7.28 |
Чем больше Z-средний размер частиц и размер частиц D50, тем ниже вязкость.
Вязкость оказывает незначительное влияние на скорость центробежного осаждения.
Z-средний размер частиц и размер частиц D90 оказывают значительное влияние на скорость центробежного осаждения. Чем больше размер частиц, тем выше скорость центробежного осаждения.
3.4 Влияние различных антиосаждающих агентов на скорость центробежного осаждения керамических чернил
Таблица 8. Экспериментальные рецептуры
| |
1# |
2# |
3# |
4# |
5# |
6# |
Поставщик |
| Смешанное масло (Белое масло : Кокоат = 85:15) |
50 |
49 |
49.7 |
49.7 |
49.7 |
49.7 |
Мируй |
| Диспергатор 6042B |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
Аньцзека |
| Керамический пигмент |
45 |
45 |
45 |
45 |
45 |
45 |
Мируй |
| Антиосаждающий агент 4311 |
|
1 |
|
|
|
|
Аньцзека |
| Антиосаждающий агент 4360 |
|
|
1 |
|
|
|
Аньцзека |
| Антиосаждающий агент 6701 |
|
|
|
0.3 |
|
|
Аньцзека |
| Антиосаждающий агент 972 |
|
|
|
|
0.3 |
|
Аньцзека |
| Бентонит |
|
|
|
|
|
0.3 |
Фэнхун |
Таблица 9. Размер частиц и скорость центробежного осаждения
| |
1# |
2# |
3# |
4# |
5# |
6# |
| Z-средний размер частиц После измельчения 3ч (нм) |
416.16 |
321.58 |
465.26 |
334.77 |
673.63 |
435.38 |
| Z-средний размер частиц После измельчения 5ч (нм) |
306.05 |
315.21 |
338.45 |
262.22 |
283.33 |
453 |
| Скорость центробежного осаждения после измельчения 3ч(%) (10 мин) |
26.03 |
24.88 |
45.23 |
18.70 |
23.19 |
23.93 |
|
Скорость центробежного осаждения после измельчения 5ч(%) (10 мин)
|
7.73 |
20.40 |
42. 12 |
17.46 |
11.69 |
25.49 |
После 3 часов измельчения, когда размер частиц суспензий еще не достиг требуемой спецификации, все рецептуры, кроме 3#, демонстрировали антиосаждающие свойства, при этом образец 4# показывал наилучшие результаты.
Для антиосаждающих агентов, протестированных в этом эксперименте, результаты показывают, что как только размер частиц суспензии достигает требуемой спецификации для продукта, антиосаждающие агенты теряют свою эффективность.
3.5 Влияние различных антиосаждающих агентов на стабильность керамических чернил при термическом хранении
Керамические чернила были приготовлены в соответствии с рецептурами в Таблице 10 и измельчались в течение 5 часов. Стабильность при термическом хранении оценивалась после хранения в печи при температуре 50°C в течение 72 часов. Результаты представлены в Таблице 11.
Скорость осаждения и скорость твердого осаждения рассчитывались следующим образом:
Скорость осаждения = (Начальная высота чернил - Высота нижнего слоя после расслоения) / Начальная высота чернил × 100%
Скорость твердого осаждения = Масса твердого осадка / Общая масса чернил × 100%
Таблица 10. Экспериментальные рецептуры
| |
1# |
2# |
3# |
4# |
5# |
Поставщик |
| Смешанное масло (Белое масло : Кокоат = 85:15) |
49 |
50 |
48.7 |
48.7 |
48.7 |
Мируй |
| Диспергатор 6042B |
6 |
5 |
6 |
6 |
6 |
Аньцзека |
| Керамический пигмент |
45 |
45 |
45 |
45 |
45 |
Мируй |
| Антиосаждающий агент 972 |
|
|
0.3 |
|
|
Аньцзека |
| Антиосаждающий агент 6701 |
|
|
|
0.3 |
|
Аньцзека |
| Бентонит |
|
|
|
|
0.3 |
Фэнхун |
Таблица 11. Результаты стабильности при термическом хранении
| |
1# |
2# |
3# |
4# |
5# |
Образец Мируй |
| Z-средний размер частиц (нм) |
305.05 |
337.5 |
282.6 |
272.22 |
443 |
324.15 |
| Z-средний размер частиц (%) |
0 |
7.8 |
8.3 |
10.2 |
53.3 |
9.5 |
| Скорость твердого осаждения (%) |
1.3 |
5.3 |
2.0 |
2.5 |
5.8 |
4.3 |
Из приведенной выше таблицы и графика можно сделать следующие выводы:
Для антиосаждающих агентов, протестированных в этом эксперименте, результаты показывают, что они не обеспечивают антиосаждающих эффектов в условиях термического хранения.
Увеличение дозировки диспергатора 6042B улучшает стабильность при термическом хранении. При увеличении дозировки до 6% показатели превосходят показатели контрольного образца.
4. Выводы эксперимента
Диспергатор Аньцзека 6042A демонстрирует немного лучшие характеристики снижения размера частиц, чем Аньцзека 6042B, но его характеристики смачивания, снижения вязкости и стабильности уступают характеристикам Аньцзека 6042B.
Дозировка диспергатора оказывает значительное влияние на размер частиц и вязкость. В пределах определенного диапазона дозировок увеличение содержания диспергатора снижает размер частиц и вязкость, одновременно улучшая стабильность.
Выбор растворителя оказывает существенное влияние на стабильность, при этом чистое белое масло обеспечивает наилучшие показатели.
Когда размер частиц и вязкость снижаются до определенного диапазона, вязкость оказывает незначительное влияние на стабильность, в то время как больший Z-средний размер частиц и размер частиц D90 приводят к худшей стабильности.
Для антиосаждающих агентов, протестированных в этом эксперименте, как только размер частиц суспензии достигает требуемой спецификации для продукта, антиосаждающие агенты теряют свой стабилизирующий эффект.
Увеличение дозировки диспергатора 6042B улучшает стабильность при термическом хранении, и при дозировке 6% показатели превосходят показатели контрольного образца.
Ваше сообщение должно содержать от 20 до 3000 символов!