表面活性劑通常用于穩定分散體（乳液、懸浮液等）和改善表面性能。其選擇，最佳添加濃度等是配方設計中的關(guān)鍵步驟。目前有許多不同的方法來(lái)評價(jià)分散體的穩定性。這些方法可能非常簡(jiǎn)單，比如直接肉眼觀(guān)看差異，也可能基于個(gè)人經(jīng)驗判斷。部分方法通過(guò)評價(jià)分散體的某些指標來(lái)衡量表面活性劑選擇的好壞，比如評價(jià)粒徑，電位，粘度等，但這些方法往往還需要稀釋樣品，操作繁瑣，且需要在樣品存放的不同階段反復進(jìn)行測量。間接的某一指標與穩定性往往可能并不正相關(guān)，所以間接法測量與實(shí)際的儲存穩定性又存在偏差。

本文簡(jiǎn)述了用LUM穩定性分析儀進(jìn)行表面活性劑的快速篩選和評價(jià)分散體穩定性的過(guò)程。為了證明該篩選方法的有效性，我們選擇了一些不同濃度和組成的分散劑來(lái)進(jìn)行懸浮液穩定性效果的評價(jià)。且進(jìn)一步評估了制備條件的影響。

1，測試原理

Fig1 Test Principle

使用近紅外光源（或多光源系統）不斷照射整個(gè)樣品，在樣品離心加速分離的同時(shí)，與光源平行的檢測器隨時(shí)間連續監測并反應樣品的透光率變化，從而形成樣品在分離過(guò)程的空間和時(shí)間透光率圖譜。通過(guò)配套的分析軟件，既可定性分析樣品詳細的失穩過(guò)程，又可對樣品間的不穩定性指數，界面分層，顆粒遷移速度，粒度和分布等進(jìn)行定量分析和比較。

2，樣品和測試條件

2，1，樣品制備：用不同濃度的十二烷基苯磺酸鈉（ABS-Na），和不同組成的陰離子-非離子表面活性劑混合物，制備0.1 m/m的碳黑（廣泛應用于墨水，涂料，橡膠，塑料）水性分散體。且進(jìn)一步評估了制備條件的影響。

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展示了在該測試條件下，0.47% ABS-Na穩定的碳黑分散液的透光率圖譜隨時(shí)間的變化。在離心過(guò)程中，一個(gè)相對平緩的沉積峰向樣品管底部移動(dòng)，這是典型的顆粒多分散沉降的過(guò)程。

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

圖3展示了在該測試條件下，不同濃度ABS-Na的作用下碳黑分散液的界面位置隨時(shí)間的沉降過(guò)程。我們發(fā)現當ABS-Na的濃度從0.011%到0.47%的升高過(guò)程中，斜率逐漸降低，即沉降速率逐漸降低，穩定性提升。

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，不同濃度ABS-Na的作用下碳黑分散液的界面沉降速率。我們發(fā)現當ABS-Na的添加濃度較低時(shí)，穩定性隨濃度的增加而增加，當ABS-Na的濃度達到0.7%時(shí)穩定性不再顯著(zhù)增加，即此時(shí)是最佳添加濃度。

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展示了在該測試條件下，不同組成的陰離子-非離子表面活性劑混合物（總的分散劑添加濃度為0.5%）的作用下碳黑分散液的界面沉降速率。最佳混合比例約為1：1

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

圖6展示了在該測試條件下，不同制備條件（攪拌轉速和時(shí)間）對陰離子表面活性劑（0.5% ABS-Na）的添加效果的影響。攪拌轉速提高以后，碳黑分散液的沉降速率顯著(zhù)降低，即穩定性顯著(zhù)提升。

4，小結

本文有效研究了分散劑的添加濃度和不同組成，以及制備條件對穩定性的影響。對表面活性劑應用具有良好的指導意義。