传统稳定性评价方法(如静置观察、瓶试法)只能提供终点的定性或半定量判断,存在明显局限:比如稳定体系可能需数周甚至数月才能观察到明显分层;无法区分沉降、聚并、絮凝等不同失稳机制;稀释或离心会改变原始状态,测试结果失真。
一、仪器介绍:
多重光散射技术正是为解决这些问题而生。它以无损、快速、定量的方式,将稳定性从“看起来如何”变为“数据怎么说”,从“终点判断”升级为“过程解析”,为配方筛选、工艺优化、质量控制提供科学依据。
实验室通过多重光散射稳定性分析仪(Turbiscan)开展测试,可提供乳状液、悬浮液、泡沫等分散体系的无损、快速、定量稳定性评价服务。仪器基于静态多重光散射原理,能够在不稀释、不破坏样品的前提下,实时监测样品的物理失稳过程,广泛应用于油田采出液、食品、化妆品、医药、纳米材料等领域。
二、测试原理:
仪器使用近红外光源扫描样品池整个高度,同时检测透射光和背散射光强度。光信号强度与体系中的颗粒粒径和颗粒浓度直接相关。通过监测光信号随时间的变化,可反推出样品内部的失稳过程。
核心优势:
优势 | 说明 |
无需稀释 | 可直接测试高浓度、不透明样品,真实反映原始状态 |
快速高效 | 比肉眼观察快200倍,数小时可获得传统静置数天甚至数周的结果 |
定量输出 | 提供TSI不稳定性指数、迁移速度、粒径、相厚度等定量参数 |
实时追踪 | 持续监测整个失稳过程,捕捉早期微弱变化(包括肉眼不可见的纳米级粒径变化) |
条件可控 | 可设置宽区控温,模拟不同储存或应用环境 |
三、可提供的测试项目
1. 稳定性综合评价(TSI指数)
测试内容:计算样品的整体不稳定性指数
输出指标:TSI值(越小越稳定)、动力学曲线
应用场景:不同配方的稳定性对比、长期稳定性快速预测
2. 迁移行为分析
测试内容:监测分散相颗粒(油滴、气泡、固体颗粒)的迁移过程
输出指标:沉降/上浮速率(mm/min)、迁移前沿位置随时间变化
应用场景:评价增稠剂效果、研究破乳/絮凝过程动力学
3. 粒径及分布分析
测试内容:测量分散相颗粒的平均尺寸及分布
输出指标:流体力学平均直径、粒径分布(可选)
应用场景:均质/乳化工艺优化、长期储存过程中粒径变化追踪
适用粒径范围:约0.1μm ~ 1mm
4. 相分层与界面分析
测试内容:识别并定量
同相区(澄清层、乳化层、沉淀层、油层)的厚度
输出指标:各相层厚度(mm)、分层速率、相界面迁移规律
应用场景:破乳剂筛选、货架期分层行为预测
5. 破乳/絮凝过程实时监控
测试内容:实时追踪破乳剂或絮凝剂加入后的动态过程
输出指标:TSI值变化曲线、迁移速率变化、相厚度演变
应用场景:破乳剂/絮凝剂快速筛选、加量优化、作用机理研究
6. 工艺条件优化
测试内容:研究乳化时间、转速、温度、pH、浓度等因素对稳定性的影响
输出指标:各条件下的TSI对比、粒径变化、稳定性排序
应用场景:乳化/分散工艺参数确定、配方稳健性评价
四、服务流程与样品要求
1. 样品要求
项目 | 说明 |
样品类型 | 乳状液、悬浮液、浆料、泡沫、凝胶等 |
样品浓度 | 可测试样品浓度范围宽泛——从极稀(如0.01% v/v)到高浓(最高95% v/v)均可直接测试,无需稀释 |
样品用量 | 约15-20 mL(取决于样品池规格) |
样品状态 | 液态或半流动态 |
特殊说明 | 含聚合物等增稠剂的高粘度样品可直接测试 |
2. 服务流程
需求沟通:明确测试目的(稳定性对比、破乳剂筛选、工艺优化等)
方案制定:确定测试条件(温度、扫描周期、时长等)
样品接收:寄送或送检样品(注明样品成分、保存条件)
数据分析:出具测试报告(含图谱、数据表、结果解读)
报告交付:提供电子版报告
3. 典型测试周期
常规测试:5-10个工作日
长期稳定性加速预测:7-15个工作日(可模拟数周至数月储存)
五、应用领域示例
领域 | 典型应用 |
油田采出液 | 聚合物驱采出液稳定性评价、破乳剂筛选、含聚体系粒径分析 |
石油化工 | 原油乳状液破乳、油水分离工艺优化、乳化燃料稳定性 |
食品工业 | 乳制品稳定性、饮料悬浮稳定性、酱料货架期预测 |
化妆品 | 乳液/膏霜稳定性、防晒霜分散均匀性、精华液分层预测 |
医药制剂 | 注射乳剂稳定性、混悬液沉降行为、纳米制剂粒径追踪 |
纳米材料 | 纳米颗粒分散稳定性、浆料沉降行为、表面改性效果评价 |
水处理 | 絮凝剂筛选、污泥沉降性能、含油废水处理效果评价 |
六、报告内容说明
提供完整的测试报告,包含:
实验条件:测试温度、扫描周期、测试时长、样品描述
指纹图谱:背散射光/透射光随高度和时间变化的彩色图谱
稳定性指数(TSI)曲线:全样品的TSI随时间变化曲线
迁移速率数据:沉降/上浮前沿位置变化图及计算速率
粒径数据:平均粒径及粒径分布(如适用)
相厚度数据:各相层厚度随时间变化表
结果解读:针对测试目的的结论分析和建议
七、联系方式
如需测试服务、技术咨询或报价,欢迎联系我们。
朱丽君: zhulijun@upc.edu.cn
