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    白度计测定白色颜料白度

    这篇文章介绍了用白度计测量白色颜料白度的标准方法。白度是评价白色颜料品质的重要光学指标,白度计能提供客观的测量值。文章解释了基于色度学的白度计算公式,并详细说明了标准化的操作流程,包括仪器校准、样品制备、具体测量步骤和数据处理。同时,强调了样品表面状态、仪器校准、环境条件等关键影响因素需严格控制,以确保测量结果的准确性和不同实验室间的数据可比性。该方法适用于多数白色颜料,但不含荧光或明显带色的材料。

    白色颜料的白度是评价其品质的关键光学指标,反映了材料对可见光漫反射的综合能力。白度计作为一种专门的光电仪器,通过模拟人眼对白色的感知,提供客观、量化的白度值。建立标准化的测定方法,对于确保不同实验室间数据的一致性与可比性,以及指导生产与应用具有基础性意义。本方法旨在规范仪器操作、样品制备与数据处理流程。

    原理与公式

    白度的评价基于色度学原理。目前国际广泛采用CIE(国际照明委员会)推荐的白度公式,其计算建立在CIE Lab颜色空间或XYZ色度系统的基础上。常用的CIE白度公式(适用于D65标准光源和10°标准观察者条件)如下:

    W = Y + 800(xn - x) + 1700(yn - y)

    W10 = Y + 800(0.3138 - x) + 1700(0.3310 - y)

    其中,W或W10表示白度值;Y表示样品的亮度因数;x, y为样品的色品坐标;xn, yn为完全漫反射体在指定照明体下的色品坐标。公式中后两项引入了色调补偿,将偏红或偏蓝的色调纳入白度评价体系。测定时,白度计内部通常已集成相关算法,可直接读取计算结果。

    仪器与材料

    核心仪器为符合计量要求的分光光度式或光电积分式白度计。仪器应能提供D65标准照明体、10°标准观察者条件下的数据,并定期使用标准白板和工作白板进行校准。所需材料包括:待测白色颜料粉末、压样器或制膜装置、标准白板、工作白板、恒温恒湿环境控制设备。所有测试应在温度23±2°C、相对湿度50±10%的环境中进行,以减少环境波动对光学测量的影响。

    测定步骤

    第一步为仪器校准。开启白度计预热稳定后,依次用标准白板和工作白板进行校准,确保仪器处于标准状态。第二步为样品制备。取足量有代表性的颜料粉末,使用压样器在恒定压力下压制成表面平整、无纹理、无瑕疵的光滑试样片。亦可按相关产品标准制成均匀、不透明的漆膜或塑胶片。制备过程应避免污染和划伤。第三步为测定操作。将制备好的试样完全覆盖测量孔,确保测量区域均匀且无缝隙。在同一试样表面选取至少三个不同点位进行测量,记录各点的白度值及色调角等参数。每次测量前可轻微移动试样以获取新区域数据。第四步为数据处理。计算同一试样多个测量点白度值的算术平均值作为最终结果,并计算标准偏差以评估均匀性。

    测量结果的准确性受多重因素影响,需在标准化过程中加以控制。

    样品表面状态平整度、纹理、粗糙度需一致,避免镜面反射干扰。
    试样厚度与不透明度需确保试样无限厚,透光不影响读数。
    仪器校准状态定期溯源至国家基准,日常使用工作白板核查。
    测量孔径选择根据样品均匀性选择,均匀性差可选大孔径。
    环境条件温湿度稳定,避免强光直射仪器与样品。

    结果表示

    测定报告应清晰完整,至少包含以下信息:样品描述与标识、采用的标准方法编号、仪器型号与编号、标准白板数据、校准状态、测试环境温湿度、试样制备方法、白度平均值与标准偏差、选用的白度公式名称(如CIE W10)、任何偏离标准步骤的说明。报告中的白度值应保留至小数点后一位。

    本标准化方法适用于各类无机与有机白色颜料,如钛白粉、氧化锌、立德粉等粉末状、浆状或制成均匀不透明膜状后的白度测定。不适用于荧光增白材料或明显带有颜色的颜料。需注意,不同行业或产品标准可能对样品制备(如压片压力、分散介质)有特定要求,应优先遵循其规定。当发生争议时,以相关方协商一致的标准化方法为准。

    参考文献

    GB/T 5950 建筑材料与非金属矿产品白度测量方法

    ISO 787-24 颜料和体质颜料通用试验方法 第24部分:着色颜料的相对着色力和白色颜料相对散射力的测定 光度法

    CIE 15:2004 色度学

    JIS K 5107 颜料试验方法