Удельной поверхностью называется суммарная поверхность единицы массы или единицы объема порошкообразного материала. Для непористых частиц удельная поверхность характеризует дисперсность. Для порошков,
частицы которых имеют внутренние поры и полости, дисперсность может характеризоваться только отношением суммарной внешней поверхности к их массе или объему.
Для непористых монодисперсных порошков с частицами правильной формы удельная поверхность 5уд равна:
S„ = K/(ap), (l. l)
где К — коэффициент, учитывающий форму частиц; для частиц шарообразной кубической формы /С=6, для частиц более сложной формы # = 8-М4; a — линейный размер частиц; р — плотность пигмента.
Для полидисперсных порошков 5уд равна:
S*=ZKgt/a**KM"f/a)da, (12)
где / — дифференциальная функция распределения частиц по размерам; gi — массовая доля (-й фракции; а* — линейный размер частиц г-й фракции.
Удельная поверхность пигментов колеблется в интервале 1-г-ЮО м2/г. Ниже показано, как при измельчении 1 см3 твердого вещества, т. е. при уменьшении линейных размеров частиц а или при увеличении их дисперсности, возрастают число частиц п, удельная поверхность SyA, общая длина ребер L и число углов ц> для частиц кубической формы (К=6):
а, см |
1 |
10~’ |
10 "2 |
КГ3 |
Ю-4 |
10~5 |
10~в |
мкм п |
рооо |
W |
180 |
109 |
1(І12 |
Ж |
|
)б |
0,006 |
0,06 |
0,6 |
6 |
60 |
600 ~ |
|
I |
12- 10а |
12-104 |
12-Ю6 |
12-108 |
12-Ю11 |
12*101! |
|
8 |
8-103 |
8-106 |
8-Ю9 |
8-Ю12 |
в-Ю15 |
8.10" |
Для частиц более сложноЛ формы (/(> 6) эти величины возрастают в значительно большей степени. На ребрах и углах сосредоточено 76 — 87 % некомпенсированной поверхностной энергии, что вызывает повышение склонности к агрегации и агломерации с ростом удельной поверхности.
Удельная поверхность может быть определена по низкотемпературной адсорбции i азов с использованием для расчета 5УД математической модели полимолекулярной адсорбции БЭТ, или по адсорбции из растворов жирных кислот, ароматических или алифатических спиртов и красителей.
Удельная поверхность может быть определена по скорости течения газа через слой порошка в пуаэейлевском режиме (метод Товарова), однако при этом в случае пористых частиц не учитывается внутренняя поверхность (поверхность пор). По скорости течения i азов в кнудсеновском режиме можно определять и полную удельную поверхность (метод Дерягина).