CS219771B1

CS219771B1 - Method of photometric determination of the dispersity of organic pigments

Info

Publication number: CS219771B1
Application number: CS168981A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Jelinek
Original assignee: Zdenek Jelinek
Priority date: 1981-03-09
Filing date: 1981-03-09
Publication date: 1983-03-25

Description

(54) Způsob fotometrického stanovení dísperzity organických pigmentů

Způsob fotometrického stanovení disperzity organických pigmentů je založen na současném měření turbidity a absorbance uzanční vodné suspenze pigmentu. Jejich součet, označený jako měřená absorbance, se převede pomocí interpolace v grafu nebo pomocí křivky na údaj o disperzitě, vyjádřené např. měrným povrchem. Převáděcí graf nebo křivka se získá pomocí proměření řady vzorků stejné provenience, jejichž disperzita byla stanovena předem.

Vynález se týká způsobu fotometrického stanovení disperzity organických pigmentů, který je založen na fotometrickém měření absorbance koloidní suspenze pigmentu a následném určení disperzity částic pigmentu na základě funkční závislosti obou veličin.

Pro stanovení disperzity organických pigmentů je známa a v současné době používána řada metod, např. kvantitativní elektronová mikroskopie, centrifugační metoda, stanovení měrného povrchu, metody založené na rozptylu světla atd.

Tyto metody vykazují četné nedostatky, vyplývající z faktu, že organické pigmenty nepředstavují ideální disperzní _ soustavu, kterou většina metod postupuje. Částice organických pigmentů nejsou totiž kulové, monodlsperzní, neaglomerované a bezbarvé. Teoretické odvození principů stanovení disperzity je tudíž přes značnou náročnost dosti aproximativní, potřebná zařízení značně nákladná a metody časově náročné, což nesplňuje požadavky na exaktní i rychlou technologickou analýzu.

Nově vypracovaná fotometrická metoda stanovení disperzity organických pigmentů je založena na nejvlastnějším projevu organických pigmentů a využívá jejich optických vlastností, které se projevují při působení světla procházejícího suspenzí.

Jednou z metod stanovení disperzity jemných bezbarvých disperzí, jako např. suspenzí, emulzí, aerosolů, je transmisní či turbidimetrická metoda rozptylu světla, založená na stanovení intenzity té části procházejícího světla, která se z měřené disperze nerozptýlila. Míra zákalu se vyjadřuje jako turbidita T, přičemž

T = τ1 = ln-y- = 2,303 log -y-, kde τ je turbiditní koeficient, 1 síla vrstvy suspenze, I_o intenzita světla vstupujícího a i světla prošlého. Je-li započten také obsah c jemně dispergované látky, lze vyjádřit tzv. měrný či specifický turbiditní koeficient jako

T

Pro kulové, monodlsperzní a bezbarvé částice platí obecně, že

J ,·,· ' ·' v red²K kde v je počet částic v objemové jednotce, d je průměr částic a K je tzv. rozptylový koeficient, který se vypočítává složitě z dalších parametrů disperzní soustavy.

Částice organických pigmentů jsou nepravidelných tvarů, polydisperzní, aglomerované a barevné. S polydisperzitou se lze matematicky vypořádat a průměrnou velikost označit jako d, která je nepřímo úměrná měrnému povrchu S.

kde k je tvarová konstanta a p hustota částic. Polymorfie se dá vyjádřit jen velmi aproximativně. Parametr K je nutno za těchto okolností změnit na empirický koeficient K’, závislý též na polydisperzitě a druhu částic.

Barevnost je důsledek světelné absorpce při určitých vlnových délkách viditelné oblasti a vyjadřuje se u čirých látek a roztoků tzv. absorbancí A, která se měří zpravidla v maximu absorpce, takže

Amax 6Cl ^,=== lOg Tento roztříštěný stav neumožňoval zatím použití fotometrických metod ke stanovení organických pigmentů.

Nyní bylo zjištěno, že za této složité situace, kdy disperzní soustava vykazuje turbiditu a absorbanci zároveň, což je případ jemných suspenzí organických pigmentů, lze měřit obě vlastnosti současně, aniž je zapotřebí podíl té které znát. Měřená absorbance A_m (obr. 1 Č, Ž) je pak definována jako

A_m ’— A + T — ecl + T_spcl.

U postupně jemnějších vzorků konverguje A_m v A

Am A τ -> O, tj. suspenze přestává v mezním případě rozptylovat světlo a stává se zcela transparentní. Tato konvergence může probíhat od menších (obr. 2 Č], ale i od větších hodnot A_m(obr. 2 ŽJ ke konstantnímu A podle toho, jak silně participuje ve výrazu pro A_m člen T_Spd, neboli jak silně je suspenze kalná.

Podle tohoto vynálezu lze měřenou absorhanci A_m postavit do empirické závislosti na disperzitě, např. na d nebo S, pomocí tabelárního nebo grafického vyjádření funkce s = f (A_m).

Měřené absorbance A_m uzančně připravených suspenzí postupně odebíraných vzorků dispergovaného, např. mletého, organického pigmentu se uvedou do empirické tabelární či grafické závislosti na jejich předem stanované disperzitě, to je měrném povrchu S. Disperzitu dalších vzorků podobné provenience lze podle tohoto vynálezu stanovit po změření absorbance A_m interpola219771 cí v tabulce nebo na graficky vyjádřené převáděcí křivce. .. .

Požadavek podobné provenience pigmentu je nejlépe splněn při sledování postupu dispergování stejné pigmentové suroviny za podobných technologických podmínek, to je stejného dispergačního zařízení. Pro přípravu suspenzí vzorků je nutno použít rozmíchání turbomíchadlem a následné ultrazvukové deaglomerace za přítomnosti dispergátorů za uzančních podmínek, které jsou patrny z dále uvedených příkladů.

Výhodou stanovení disperzity organických pigmentů podle tohoto vynálezu oproti jiným metodám, např. elektronové mikroskopii, centrifugační metodě nebo stanovení měrného povrchu apod., je okolnost, že hodnota A_m konverguje u postupu jemnějších disperzí k maximální hodnotě A_m = A, kdy je další dispergování bezúčelné a neekonomické, neboť pigment se stává transparentní. Tato konvergence se u jiných metod nevyskytuje v koloristicky kritické oblasti.

Předmět vynálezu je blíže osvětlen na příkladech provedení a výkresech. Na obr. 1 jsou znázorněna spektra Verzálové stálé červeně A3B a Verzálově stálé žlutě GR, na obr. 2 jsou uvedeny převáděcí křivky obou pigmentů. Křivky umožňují převedení % Δ A_m na měrný povrch.

Příklad 1

Bylo vzato 5 vzorků postupně dispergované Verzálové červeně A3B (vzorek č. 1 až 5), předsušených na konstantní váhu při TOETT'. U vzorků č. 1, 2, 4 a 5 byl stanoven známou metodou dusíkové absorpce měrný povrch. U všech vzorků byla stanovena měřená absorbance tímto uzančním způsobem:

Do lOOml kádinky bylo naváženo 0,1000 g vzorku pigmentu a postupně krouživým pohybem rozmícháno v 50 ml roztoku, který byl získán odpipetováním 1 ml Etoxonu EPA a 1 ml N-methylpyrolidonu jako dispergátorů do 50 ml odměřené baňky, rozmícháním v destilované vodě a doplněním po značku.

Směs byla míchána odstředivým skleněným míchadlem rychlostí 600 obrátek za minutu po dobu 1 hodiny. Pak byla rychlost míchání snížena na 200 obrátek za minutu a z míchané suspenze byl odpipetován 1 ml do 500 ml odměrné baňky, ve které byl předložen 1 ml Etoxonu EPA asi v 150 ml destilované vody. Suspenze byla po rozmíchání doplněna destilovanou vodou na 500 ml a promíchána.

150 ml výše uvedené suspenze bylo v určené baňce podrobeno ultrazvukovému působení o výkonu 350 W po dobu 25 min. Chlazením bylo dbáno, aby teplota nepřekročila 70 °C. Nakonec byla suspenze ochlazena na 20 °C a na spektrofotometru stanovena absorbance A_m. Výsledky jsou uvedeny v tabulce I a na obr. 2 C.

Tabulka I vzorek č. A_m S(m²/g)

0,623

0,701

0,710

0,727

0,740

2

Měřené absorbanci neznámého vzorku č. 3 (A_m = 0,710) odpovídá na převáděcí křivce C na obr. 2 C hledaná hodnota měrného povrchu x = S — 52,6 m²/g.

Příklad 2

Bylo vzato 5 vzorků Verzálové stálé žlutě

49.5

52,1 x

53,7

54.6

GR, předsušených na konstantní váhu při 105 °C. Převáděcí křivka (obr. 2 Z) byla stanovena tímto způsobem:

Do lOOml kádinky bylo naváženo 0,1500 g vzorku pigmentu a dále posupováno stejně jako v příkladu 1. Výsledky jsou uvedeny v tabulce II a na obr. 2 Ž.

Tabulka II vzorek č. A_m

A_m 600 S(m²/g)

0,418

0,502

0,497

0,468

0,410

0,150	62,9
0,159	64,8
0,183	69,2
0,150	74,0
0,141	79,1

Jednomu A_m mohou na převáděcí křivce C odpovídat dvě hodnoty měrného povrchu

S. Obě hodnoty S lze snadno rozlišit odečtením tzv. spektrálního pozadí, tj. hodnoty A_m při větších A, např. při 600 nm, která je uvedena v tabulce II pod symbolem A_m 600. Při menším A_m 600 odpovídá hodnotě A_m větší měrný povrch a naopak.

Claims

PREDMET

Způsob fotometrického stanovení disperzity· organických pigmentů, vyznačený tím, že’ se současně měří turbidita a absorbance uzanční vodné suspenze a jejich součet označený jako měřená absorbance sé převede pomocí interpolace v grafu nebo pomocí

VYNALEZU křivky na údaj o disperzitě vyjádřené např. měrným povrchem,'přičemž se převáděcí graf nebo křivka získají předem pomocí řady vzorků stejné provenience, jejichž disperžita, vyjádřená např. měrným povrchem byla stanovena.
2 listy výkresů