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史密瑟斯成功改进ASTM D3849炭黑粒径分析法

点击数:85  发布时间:2022/9/23 16:10:53

史密瑟斯成功改进ASTM D3849炭黑粒径分析法

据《Rubber News》报道:众所周知,ASTM D3849是目前唯一公认的,以透射式电子显微镜(TEM)进行炭黑颗粒尺寸统计测量的标准方法。该方法是利用分形几何学原理,仅依靠炭黑聚集体周长和面积的测量值,来推算出聚集体和初级粒子尺寸的统计数据。尽管ASTM D3849的测定过程相当复杂,但在其实用性和实验室间的重现性方面一直存在分歧,特别是对于较小粒径的炭黑品种,误差更大。作为第三方测试机构的领先者,美国史密瑟斯公司(Smithers)最近在原来的ASTM D3849的基础上,开发了一款新的改进程序,旨在解决该标准方法存在的这些问题,并独创了从混炼胶样品中获得的回收炭黑的识别程序。

炭黑的初级粒子大小和聚集体尺寸的统计数据,是在电子显微图片中直接测量捕获的聚集体的二维投影来计算的。最初,这是通过模拟测量单个粒子的最小费雷特(Feret)值来完成的。现在,史密瑟斯公司采用当今升级换代后的图像分析软件,使数字图像分析过程几乎可完全自动化;重新修正了原来采用的数学模型,大幅提高了该标准方法的精度。

业已证明,史密瑟斯的改进方法,利用一个大型控制数据库,计算出的粒径,在95%置信度下的相对标准误差在15%以内,而EMSA值在95%置信度下的相对标准误差在14%以内。这意味着,用史密瑟斯的方法测出的粒径和EMSA值的误差分别比ASTM D3849减少了50%和35%。

另外,史密瑟斯还开发了专有数学模型,用测得的粒径数据计算出炭黑的碘值和吸油值,在95%置信度下,相对标准误差分别在20%和13%以内。有了这些综合数据,该改进的方法不仅能够为回收炭黑提供更准确的测定结果,甚至可以区分出某些N100和N200系列的品种形态阐述间的差异。