dans l'industrie du revêtement, la sédimentation des pigments et des charges a un impact significatif sur les propriétés des revêtements au point d'utilisation. être capable de caractériser avec précision la sédimentation est crucial pour le développement de revêtements de longue conservation - pourtant la majorité des tests de sédimentation sont toujours effectués par inspection visuelle. dans cet article, nous examinons les principes fondamentaux de la sédimentation, pourquoi la sédimentation est importante dans l'industrie du revêtement, et comment les analyseurs de stabilité permettent une optimisation précise de formulations de revêtement.¹

fondamentaux de la sédimentation

la sédimentation est le processus par lequel des particules solides, initialement en suspension dans une phase liquide, se déposent au fond d'un récipient au fil du temps. la sédimentation se produit fondamentalement en raison d'une différence de densité entre les deux phases. relativement dense les particules solides couleront naturellement au fond d'un fluide moins dense pour les mêmes raisons qu'une pierre coulera au fond d'un lac, ou que la poussière en suspension finira par se déposer sur le sol.

une description de base de la sédimentation est donnée par la loi de stokes, qui considère les particules sphériques tombant à travers un fluide simple. la loi de stokes donne une équation pour la vitesse v à laquelle une particule solide tombera de la suspension :

vu003d(Δρ_p gd^2)/18η

dans cette équation, Δρ_p est la différence entre les densités des phases solide et liquide, g est la force de gravité, d est le diamètre de la particule en question et η est la viscosité de la phase liquide. ce traitement mathématique nous apprend que la vitesse de sédimentation dépend de la granulométrie, de la viscosité de la phase liquide, et de la différence de densité entre les phases solide et liquide : une pierre coule rapidement dans l'eau, tandis que la poussière de construction peut prendre des minutes ou des heures pour se déposer en fonction de la taille des particules.²

il est important de se rappeler, cependant, que ce modèle n'est qu'une approximation du premier ordre.³ la sédimentation dans les peintures, les revêtements, et d'autres produits du monde réel est beaucoup plus complexe, impliquant généralement des particules de tailles et de formes distribuées tombant à travers des fluides complexes aux propriétés viscoélastiques.

sédimentation dans les revêtements

l'importance de la sédimentation varie selon les produits industriels. dans l'industrie des revêtements, les pigments (colorants non solubles) et les charges (additifs fonctionnels) sont sujets à la sédimentation, ce qui les rend pratiquement inutilisables.
du côté positif, la sédimentation est souvent réversible, ce qui signifie que les particules solides peuvent parfois être redispersées après leur dépôt. pour certains produits, ce n'est pas un problème – de nombreux médicaments, boissons, et d'autres produits ménagers demandent simplement à l'utilisateur de "bien agiter avant utilisation.", cela suffit pour redisperser complètement le matériau solide sans aucun inconvénient significatif pour l'utilisateur final.

cependant, dans de nombreux revêtements et autres produits, la liaison inter-particules signifie que les particules déposées peuvent parfois former un sédiment dur ou caoutchouteux qui ne peut pas être redispersé. même lorsque la redispersion est possible, revêtements et peintures en général nécessitent un apport énergétique relativement important pour y parvenir (agitation mécanique, par exemple).

la sédimentation peut être minimisée en diminuant la différence de densité entre les phases solide et liquide, en diminuant la taille des particules et en augmentant la viscosité de la phase liquide. les revêtements utilisent couramment des additifs rhéologiques, également, qui forment des réseaux 3D pour soutenir les pigments et les charges et les empêcher de tomber hors de la suspension. donc, contrôler les caractéristiques de sédimentation et de redispersion essentielles à la production de revêtements de haute qualité.

caractérisation de la sédimentation

afin de limiter efficacement la sédimentation et de produire des produits stables,, les fabricants doivent être en mesure de caractériser avec précision ces comportements lors du développement et de la fabrication des produits.

l'inspection visuelle reste la méthode la plus courante de test de sédimentation dans l'industrie. sans aucun doute facile à mettre en œuvre, les tests visuels ne nécessitent également pratiquement aucune dépense d'investissement - cependant, ces méthodes sont invariablement sujettes à des conjectures et à des imprécisions. ainsi que étant imprécis,, le processus peut également prendre du temps car toute variation doit être visible à l'œil nu pour être détectable.