Caractériser la Sédimentation dans l'Industrie des Revêtements

Dans l'industrie des revêtements, la sédimentation des pigments et des fillers a un impact significatif sur les propriétés des revêtements au point d'utilisation. Il est essentiel de pouvoir caractériser précisément la sédimentation pour mettre au point des revêtements stables. Pourtant, la majorité des tests de sédimentation sont encore effectués par inspection visuelle. Dans cet article, nous examinons les principes fondamentaux de la sédimentation, pourquoi la sédimentation est importante dans l'industrie des revêtements et comment les analyseurs de stabilité permettent d'optimiser avec précision les formulations de revêtements. La sédimentation est le processus par lequel des particules solides, initialement en suspension dans une phase liquide, se déposent au fond d'un récipient au fil du temps. La sédimentation se produit fondamentalement en raison d'une différence de densité entre les deux phases. Les particules solides relativement denses couleront naturellement au fond d'un fluide moins dense pour les mêmes raisons qu'une pierre coule au fond d'un lac ou qu'une poussière en suspension dans l'air finit par se déposer sur le sol.

Une description de base de la sédimentation est donnée par la loi de Stokes, qui considère des particules sphériques tombant dans un fluide simple. La loi de Stokes fournit une équation pour la vitesse (v) à laquelle une particule solide tombe de sa suspension : v = (Δρ_p gd^2)/18η Dans cette équation, Δρ_p est la différence entre les densités des phases solide et liquide, g est la force de gravité, d est le diamètre de la particule en question et η est la viscosité de la phase liquide. Ce traitement mathématique nous apprend que la vitesse de sédimentation dépend de la taille des particules, de la viscosité de la phase liquide et de la différence de densité entre les phases solide et liquide : une pierre coule rapidement dans l'eau, tandis que la poussière de construction peut mettre des minutes ou des heures à se déposer en fonction de la taille des particules. Il est important de rappeler que ce modèle n'est qu'une approximation de premier ordre. La sédimentation dans les peintures, les revêtements et d'autres produits du monde réel est beaucoup plus complexe et implique généralement une concentration de particules de tailles et de formes variées tombant dans des fluides complexes aux propriétés viscoélastiques.

Caractériser la Sédimentation

Afin de limiter efficacement la sédimentation et de produire des produits stables, les fabricants doivent être en mesure de caractériser avec précision ces comportements au cours du développement et de la fabrication des produits. L'inspection visuelle reste la méthode de test de sédimentation la plus courante dans l'industrie. Indubitablement facile à mettre en œuvre, l'inspection visuelle ne nécessite pratiquement aucun investissement. Cependant, cette méthode est invariablement sujette à la conjecture et à l'imprécision. En plus d'être imprécis, le processus peut également prendre du temps, car toute variation doit être visible à l'œil nu pour être détectée. La technologie Turbiscan offre une alternative. Basés sur la technologie Static Multiple Light Scattering (SMLS), nos analyseurs de stabilité fournissent des mesures rapides, précises et quantifiées de la sédimentation et d'autres processus de déstabilisation dans les revêtements. Ces instruments fonctionnent en envoyant rapidement des impulsions lumineuses à travers un échantillon à intervalles de 20μm sur toute sa hauteur. Une tête de lecture mesure la rétrodiffusion et la transmission à chaque position, chacune de ces quantités étant liée à la concentration et à la taille des particules à cet endroit. En répétant ces mesures tout au long d'un intervalle de temps spécifié, les systèmes Turbiscan donnent un aperçu inégalé du comportement de sédimentation sans aucune dilution ou contrainte mécanique. La technologie Turbiscan peut détecter la sédimentation jusqu'à 1 000 fois plus vite qu'à l'œil nu - mais, plus important encore, elle fournit un profil précis et quantifié de la distribution des particules le long de la hauteur de l'échantillon au fil du temps. Il est donc facile pour les producteurs de revêtements d'obtenir rapidement des mesures utiles du comportement de sédimentation. Pour des comparaisons simples, le Turbiscan Stability Index (TSI) résume toutes les déstabilisations en une seule valeur. De nombreux paramètres supplémentaires peuvent être calculés automatiquement pour obtenir une compréhension plus approfondie de la cinétique de sédimentation dans n'importe quel échantillon. Ces mesures permettent aux fabricants de déterminer objectivement la meilleure stratégie pour surmonter la sédimentation et les autres processus de déstabilisation, améliorant ainsi la qualité du revêtement et accélérant le développement de nouveaux revêtements stables. Microtrac fabrique une gamme complète de systèmes Turbiscan, adaptés à toutes les applications, de l'échelle du laboratoire à celle du haut débit. Si vous cherchez à améliorer la stabilité de vos revêtements, contactez-nous dès aujourd'hui.