离心沉降粒度分析仪

什么是离心沉降粒度分析仪？在离心力场下依据 Stokes 定律、通过光或 X 射线衰减检测颗粒沉降的沉降式分析仪。可对约 10 nm 至 100 µm 的窄分布和多峰分布实现高分辨率分离，尤其适用于乳胶、颜料和细陶瓷。## 概述

在盘式或比色皿式离心机中，颗粒在已知密度和黏度的流体中以受控转速沉降（盘式通常最高约 24000 rpm），探测器测量浊度或 X 射线吸光度随时间或半径的变化。依据 Stokes 定律由沉降速度计算粒径，由于检测前已发生物理分离，该方法能分辨光散射法会合并的相近峰，例如 220 nm 与 240 nm 乳胶。盘内的密度梯度可稳定样品区。需要已知颗粒密度，并控制形状和流体效应。分析耗时数分钟至一小时，慢于衍射法，但其高分辨率有助于多峰群体具有功能意义的配方和纳米颗粒研发。## 工作原理是什么？激光衍射法让激光束穿过分散的样品，颗粒对光的散射角与粒径成反比，探测器阵列记录散射光强的角分布，再用 Mie 或 Fraunhofer 模型换算为体积基粒径分布。动态光散射法则测量布朗运动引起的散射光强波动，通过 Stokes–Einstein 方程把扩散系数换算为流体力学直径。动态图像分析用高速相机采集颗粒投影，直接给出粒径和形状参数。沉降法依据 Stokes 定律，利用重力或离心力下的沉降速度计算粒径。主要部件包括光源、湿法或干法分散单元、探测器阵列或相关器，以及带有光学参数库的软件。## 主要特点有哪些？- 盘式或比色皿式离心机，转速最高 24000 rpm - 检测前先物理分离，峰分辨率高 - 可选光学浊度或 X 射线吸光度检测 - 密度梯度流体制备，稳定样品区 - 使用内标自动校准 - 可编程升速以覆盖宽分布

技术参数有哪些？典型的离心沉降粒度分析仪配置：粒径范围为 10 nm–100 µm (density dependent)；测量原理为 Centrifugal sedimentation, Stokes' law；最高转速为 24000 rpm (disc)；检测方式为 Optical turbidity or X-ray absorbance；样品体积为 ≈ 0.1 mL per injection；分辨率为 Separates peaks with ≤ 5% size difference。以上数值代表该产品类别的常见水平，具体配置参数以报价单及随机校准文件为准。## 适用于哪些应用？离心沉降粒度分析仪主要用于乳胶和聚合物乳液表征、纳米颗粒配方研发、颜料与炭黑、细陶瓷粉体、二氧化硅和催化剂载体。在更广泛的粒度分析仪类别中，实验室还将其用于药物粉体与吸入制剂研发、电池正负极材料、陶瓷与水泥。## 适用哪些标准与认证？相关标准与方法包括 ISO 13320、USP <429>、ISO 13322-1、ISO 13322-2、ISO 22412、GB/T 19077、Ph. Eur. 2.9.31。本型号的认证候选包括 CE、ISO 9001 manufacturing；每项认证均需针对具体配置在发货前确认，仅提供已实际签发的证书。粒度结果在很大程度上取决于取样和分散，因此需要对每种物料验证具有代表性的缩分方法，以及文件化的分散方案和超声或压力参数。仪器应安装在无振动的台面上并避免阳光直射，保持光学平台清洁，每次使用前检查背景和光路对准。应定期使用聚苯乙烯乳胶球或玻璃微珠等有证标准物质，依据 ISO 13320 的验收标准核查性能。更换分散介质并清洗样品池以避免交叉污染。折射率和吸收率必须正确输入，因为它们对 Mie 理论结果影响很大。受监管的实验室应完成 IQ/OQ/PQ，并使用带审计追踪功能的软件。## 如何选择合适的离心沉降粒度分析仪？当分辨细颗粒的多峰或极窄分布比速度更重要，且颗粒密度已知时，应选择离心沉降法。询价时请说明粒径范围、颗粒和流体密度数据、检测器类型（光学或 X 射线）、进样量和转速范围。常规粉体质控用激光衍射更快，密度未知的样品则需要额外表征。### 与其他粒度分析仪型号相比如何？先确定预期粒径范围和样品状态。激光衍射覆盖约 0.1 至 3500 µm，适合大多数粉体和悬浮液；约 1 µm 以下优先考虑动态光散射；需要关注形状或检出少量超大颗粒时选择动态图像分析；需要分辨细颗粒窄分布或多峰分布时可选离心沉降。其次确定湿法还是干法分散：干法无需溶剂，适合流动性好的粉体；湿法对易团聚的细粉分散效果更好。还应确认方法是否需遵循 ISO 13320 或 USP <429>，是否需要符合 21 CFR Part 11 的审计追踪，并考虑样品用量、自动化程度、样品间清洗时间以及是否有经过验证的 SOP 模板。