固体密度测试仪

建筑行业水泥泥浆真密度测试方法 Density and Percent Solids of a Slurry钢筋混凝土铸就如今的高楼耸立，应用在不同工业方向上的泥浆差异很大，需要一种可靠的表征方法来测量这类混合物的密度。安东帕康塔的Ultrapyc系列固体真密度分析仪可以精准的测试泥浆的真实密度，而且还可以确定泥浆中固体含量的百分比。01介绍泥浆是一种混合物，由致密固体分散在液相中得到。其应用领域十分广泛：电池水泥、混凝土陶瓷其他领域密度是泥浆的重要性质，它受悬浮在液体中的固体量的影响。使用气体比重法可以简单精准地对泥浆的密度进行表征。安东帕康塔的Ultrapyc系列真密度测试仪，是理想的表征泥浆密度的分析仪器。在测试过程中，浆体内液体成分产生的蒸汽会影响测试结果的准确性。而Ultrapyc独有的粉末保护模式，即气体从参考池扩散到样品池，会最大限度地减少这种影响，从而提高测试的精准度。另外，通过对泥浆单个组分以及泥浆整体的密度测量，可以得到泥浆中固体含量百分比。02密度测量气体比重法一般用于固体骨架密度的测量，而本次实验对象是有一定蒸汽压的浆体/液体。对此我们将测试条件进行了优化。为了展示Ultrapyc仪器的测量过程，我们测试了蒸馏水的密度。因为水是浆体的主要液体成分，而且水的密度我们也非常熟悉。01测参数介绍02测试结果展示表2是Ultrapyc 5000系列的双向测试结果，测试温度为20℃。其中，参比池优先的扩散模式结果十分接近水在20℃下的密度值，0.9982 cm3/g。03泥浆中固体含量百分比如果泥浆中的固体及液体的密度是已知的，或者已经测量出来了，我们就可以用它们和泥浆的密度来计算其固体含量百分比。为了示范整个过程，我们制作一批已知成分含量（黏土/水）的泥浆，并且测量了一下其密度。所有样品的测量都是按照上面的测试条件进行测试。黏土的密度为2.6576 cm3/g，水的密度为0.9966 cm3/g，不同配比的泥浆密度如表3所示。计算泥浆中固体含量百分比的公式为：其中，ρS是固体密度，ρL是液体密度，ρY是泥浆密度。实际测试结果如下表所示。03测试计算固含结果展示从结果中可以看出，配方的理论值和计算的结果十分接近。这种双组分的百分比计算模式还可以进行扩展应用。基本要求是，轻组分和重组分的密度相差至少为10%，差别越大，分辨率越高。这种计算模式，可以用于塑料中的填料或者颜料、无水组分中的含水量（比如无水碳酸钠中水含量）、氢氧化物中的氧化物含量、焊料中的锡、液体中的固体含量的计算。如果蒸汽压相对较低，甚至可以测量液体混合物中液体的比例，比如乳剂中的油、水中的酒精。04结论Ultrapyc 5000系列非常适合测量泥浆的密度。仪器的粉末保护模式，扩散方向由参比池到样品池，降低了蒸汽压的影响。而且如果有泥浆中固体和液体的密度，再结合泥浆的密度，就可以得到泥浆中固体含量百分比。安东帕中国总部销售热线：+86 4008202259售后热线：+86 4008203230官网：www.anton-paar.cn在线商城：shop.anton-paar.cn

p style=" text-indent: 24px text-align: justify " span style=" font-family: 宋体 font-size: 16px " 近日，国家药典委员会已颁布了最新的2020年版中国药典，并将于 span style=" font-family: Arial " 2020 /span 年 span style=" font-family: Arial " 12 /span 月 span style=" font-family: Arial " 30 /span 日起正式实施。安东帕 span style=" font-family: Arial " - /span 康塔特地对新鲜出炉的药典 span style=" font-family: Arial " 0991 /span 比表面积测定法以及 span style=" font-family: Arial " 0992 /span 固体真密度测定法进行解读，并针对不同的用户需求带来几款不同的仪器。 /span /p p style=" text-indent: 24px text-align: justify " span style=" font-size: 16px " span style=" font-family: 宋体 font-size: 16px " 针对 span style=" font-size: 16px font-family: Arial " 0991 /span 比表面积测定法，安东帕 span style=" font-size: 16px font-family: Arial " - /span 康塔带来了 span style=" font-size: 16px font-family: Arial " Autoflow BET+ /span 、 span style=" font-size: 16px font-family: Arial " NOVAtouch /span 、 span style=" font-size: 16px font-family: Arial " Quadrasorb evo /span 以及 span style=" font-size: 16px font-family: Arial " Autosorb iQ /span 。对于 span style=" font-size: 16px font-family: Arial " 0992 /span 固体密度测定法，则有 span style=" font-size: 16px font-family: Arial " Ultrapyc5000 /span 系列可供选择。 /span span style=" font-size: 16px font-family: 宋体 text-indent: 24px " 这些仪器的软件都可以选择专用于医药行业的版本，该版本符合 /span span style=" font-size: 16px text-indent: 24px font-family: Arial " 21CFR Part 11 /span span style=" font-size: 16px font-family: 宋体 text-indent: 24px " 的要求，方便数据呈现、溯源以及应对严格的医药产品审查。 /span /span /p h1 label=" 标题居中" style=" font-size: 32px font-weight: bold border-bottom: 2px solid rgb(204, 204, 204) padding: 0px 4px 0px 0px text-align: center margin: 0px 0px 20px " strong span style=" font-family: 宋体 color: rgb(204, 0, 0) font-size: 18px " 一、0991比表面积测试法 /span /strong /h1 p style=" text-indent: 24px text-align: justify " span style=" font-size: 16px " span style=" font-family: 宋体 " span style=" font-family: 宋体 " 此次 /span 0991 span style=" font-family: 宋体 " 比表面积测定法主要有以下几个关键词：容量法 /span span style=" font-family: Arial " -N /span /span sub span style=" font-family: 宋体 vertical-align: sub " 2 /span /sub span style=" font-family: 宋体 " span style=" font-family: 宋体 " 、容量法 /span -Kr span style=" font-family: 宋体 " ，流动法，快速测试以及高通量。 /span /span /span /p p style=" text-indent: 24px text-align: justify " span style=" font-size: 16px " strong style=" text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体 color: rgb(204, 0, 0) font-size: 19px " 容量法-N /span sub span style=" font-family: 宋体 color: rgb(204, 0, 0) font-size: 19px vertical-align: sub " 2 /span /sub /strong /span /p p style=" text-indent: 24px text-align: justify " span style=" font-size: 16px " span style=" font-family: 宋体 " span style=" font-family: 宋体 " 该方法是最常用的比表面积测试方法，中国药典 /span 2020 span style=" font-family: 宋体 " 版要求在相对压力 /span span style=" font-family: Arial " P/P0 /span span style=" font-family: 宋体 " 范围为 /span span style=" font-family: Arial " 0.05-0.3 /span span style=" font-family: 宋体 " 内至少进行 /span span style=" font-family: Arial " 3 /span span style=" font-family: 宋体 " 个压力点的测试，且 /span span style=" font-family: Arial " BET /span span style=" font-family: 宋体 " 方程相关系数需大于 /span span style=" font-family: Arial " 0.9975 /span span style=" font-family: 宋体 " 。安东帕 /span span style=" font-family: Arial " - /span span style=" font-family: 宋体 " 康塔旗下几乎所有物理吸附仪都可进行该方法的测试，其中 /span NOVAtouch span style=" font-family: 宋体 " 、 /span span style=" font-family: Arial " Quadrasorb evo /span span style=" font-family: 宋体 " 以及 /span span style=" font-family: Arial " Autosorb iQ /span span style=" font-family: 宋体 " 这 /span span style=" font-family: Arial " 3 /span span style=" font-family: 宋体 " 款仪器都可以快速进行比表面积的测试，并且都配备单独的 /span span style=" font-family: Arial " P /span /span sub span style=" font-family: 宋体 vertical-align: sub " 0 /span /sub span style=" font-family: 宋体 " span style=" font-family: 宋体 " 管以及 /span RTD span style=" font-family: 宋体 " （液位传感器 /span span style=" font-family: Arial " ) /span span style=" font-family: 宋体 " 。 /span /span /span /p p style=" text-indent: 24px text-align: justify " span style=" font-size: 16px " span style=" font-family: 宋体 font-size: 13px " span style=" font-size: 16px font-family: 宋体 " 单独的 /span P /span sub span style=" font-family: 宋体 font-size: 13px vertical-align: sub " 0 /span /sub span style=" font-family: 宋体 font-size: 13px " span style=" font-size: 16px font-family: 宋体 " 管可以实现饱和蒸汽压的连续测量，保证数据的稳定可靠。 /span RTD span style=" font-size: 16px font-family: 宋体 " （液位传感器 /span span style=" font-size: 16px font-family: Arial " ) /span span style=" font-size: 16px font-family: 宋体 " 可以保证液氮不断挥发的情况下，系统内冷区体积恒定，保证了测试环境的相对连续、稳定。 /span /span /span /p p style=" text-indent: 24px text-align: justify " span style=" font-size: 16px " span style=" font-family: 宋体 font-size: 13px " span style=" font-size: 16px font-family: 宋体 " 另外这 /span 3 span style=" font-size: 16px font-family: 宋体 " 台设备都配备了 /span span style=" font-size: 16px font-family: Arial " NOVA /span span style=" font-size: 16px font-family: 宋体 " 模式，可以节省样品管死体积的测试时间，从而加快测试速度。 /span /span span style=" font-family: Arial font-size: 13px text-indent: 24px " & nbsp /span /span /p p style=" text-indent: 24px text-align: justify " span style=" font-size: 16px " strong style=" text-indent: 2em " span style=" font-size: 16px font-family: 宋体 color: rgb(204, 0, 0) " 容量法-Kr /span /strong /span /p p style=" text-indent: 24px text-align: justify " span style=" font-size: 16px " span style=" font-family: 宋体 " span style=" font-family: 宋体 " 与 /span N /span sub span style=" font-family: 宋体 vertical-align: sub " 2 /span /sub span style=" font-family: 宋体 " span style=" font-family: 宋体 " 测试比表面积有 /span 2 span style=" font-family: 宋体 " 个不同点： /span /span /span /p p style=" text-indent: 24px text-align: justify " span style=" font-size: 16px " span style=" font-family: 宋体 " 1、 span style=" font-family: 宋体 " 当样品总表面积大于 /span 1m /span sup span style=" font-family: 宋体 vertical-align: super " 2 /span /sup span style=" font-family: 宋体 " span style=" font-family: 宋体 " 时，可以使用容量法 /span -N /span sub span style=" font-family: 宋体 vertical-align: sub " 2 /span /sub span style=" font-family: 宋体 " span style=" font-family: 宋体 " ；当样品总表面积仅大于 /span 0.5m /span sup span style=" font-size: 16px font-family: 宋体 vertical-align: super " 2 /span /sup span style=" font-family: 宋体 " span style=" font-family: 宋体 " 时，应选用容量法 /span -Kr span style=" font-family: 宋体 " 。 /span /span /span /p p style=" margin-left: 0px text-indent: 24px text-align: justify " span style=" font-size: 16px " span style=" font-family: 宋体 " 2、 span style=" font-family: 宋体 " 容量法 /span -N /span sub span style=" font-family: 宋体 vertical-align: sub " 2 /span /sub span style=" font-family: 宋体 " span style=" font-family: 宋体 " 的压力范围为 /span 38 torr~228 torr span style=" font-family: 宋体 " ；容量法 /span span style=" font-family: Arial " -Kr /span span style=" font-family: 宋体 " 的压力范围为 /span span style=" font-family: Arial " 0.1315 torr~0.789 torr /span span style=" font-family: 宋体 " 。 /span /span /span /p p style=" text-indent: 27px text-align: justify " span style=" font-family: 宋体 font-size: 16px " 这两个不同点说明了容量法-Kr是用于小比表面积样品的精密测试方法。 span style=" font-size: 16px font-family: Arial " Quadrasorb evo /span 以及 span style=" font-size: 16px font-family: Arial " Autosorb iQ /span 特别适用于进行 span style=" font-size: 16px font-family: Arial " Kr /span 气吸附。他们都配备了 span style=" font-size: 16px font-family: Arial " 1 torr /span 的高精密压力传感器以及分子泵，可以分辨极低压力环境下细微的压力变化，从而保证数据精确且稳定。 /span /p p style=" text-indent: 27px text-align: justify " span style=" font-size: 16px " strong style=" text-indent: 2em " span style=" font-size: 16px font-family: 宋体 color: rgb(204, 0, 0) " 流动法 /span /strong /span /p p style=" text-indent: 24px text-align: justify " span style=" font-size: 16px " span style=" font-family: 宋体 font-size: 13px " span style=" font-size: 16px font-family: 宋体 " 与容量法不同，流动法需要 /span span style=" font-family: 宋体 font-size: 16px " 2 /span span style=" font-size: 16px font-family: 宋体 " 种气体。一种为载气，即氦气；另一种为被吸附气体（吸附质），可以是 /span span style=" font-size: 16px font-family: Arial " N /span /span sub span style=" font-family: 宋体 font-size: 13px vertical-align: sub " 2 /span /sub span style=" font-family: 宋体 font-size: 13px " span style=" font-size: 16px font-family: 宋体 " 也可以是 /span Kr span style=" font-size: 16px font-family: 宋体 " 。通过调节混合气体中的吸附质与载气的比例，即可获得不同的 /span span style=" font-size: 16px font-family: Arial " P/P /span /span sub span style=" font-family: 宋体 font-size: 13px vertical-align: sub " 0 /span /sub span style=" font-family: 宋体 font-size: 13px " span style=" font-size: 16px font-family: 宋体 " 。混合气体在液氮温度下被样品吸附，在常温下被脱附出来，最后经过 /span TCD span style=" font-size: 16px font-family: 宋体 " 产生信号得到脱附峰。根据峰面积的大小即可计算吸附量。 /span /span /span /p p style=" text-indent: 24px text-align: justify " span style=" font-family: 宋体 font-size: 16px " Autoflow BET+即是为流动法所打造的一款精密仪器。其操作直观简易，一键即可开始分析并自动生成测试报告。不仅如此， span style=" font-size: 16px font-family: Arial " Autoflow BET+ /span 最值得称道的是其分析速度，可在5分钟之内完成一个单点 span style=" font-size: 16px font-family: Arial " BET /span 分析； span style=" font-size: 16px font-family: Arial " 15 /span 分钟内完成 span style=" font-size: 16px font-family: Arial " 1 /span 个多点 span style=" font-size: 16px font-family: Arial " BET /span 分析；每小时可以完成多达 span style=" font-size: 16px font-family: Arial " 36 /span 个样品分析。 /span /p p style=" text-indent: 24px text-align: justify " span style=" font-size: 16px " strong style=" text-indent: 2em " span style=" font-size: 16px font-family: 宋体 color: rgb(204, 0, 0) " 快速测试 /span /strong /span /p p style=" text-indent: 24px text-align: justify " span style=" font-size: 16px " span style=" font-family: 宋体 " BET span style=" font-family: 宋体 " 比表面积测试的时间较长，中国药典 /span 2020 span style=" font-family: 宋体 " 版要求在使用容量法进行 /span span style=" font-family: Arial " BET /span span style=" font-family: 宋体 " 比表面积测试时，需要测试至少 /span span style=" font-family: Arial " 3 /span span style=" font-family: 宋体 " 个压力点。安东帕则一直致力于又快又好地为用户进行样品测试，容量法仪器， /span 例如NOVAtouch span style=" font-family: 宋体 " 、 /span span style=" font-family: Arial " Quadrasorb evo /span span style=" font-family: 宋体 " 等，都致力于节省分析时间、提高分析效率，软件和硬件的优化使其与常规仪器相比可以节省 /span span style=" font-family: Arial " 30%~50% /span span style=" font-family: 宋体 " 的分析时间。如果使用效率更高的流动法仪器如 /span span style=" font-family: Arial " Autoflow BET+ /span span style=" font-family: 宋体 " ，可以节省更多的时间。 /span /span span style=" font-family: 宋体 text-indent: 24px " & nbsp /span /span /p p style=" text-indent: 24px text-align: justify " span style=" font-size: 16px " strong style=" text-indent: 2em " span style=" font-size: 16px font-family: 宋体 color: rgb(204, 0, 0) " 高通量 /span /strong /span /p p style=" text-indent: 24px text-align: justify " span style=" font-size: 16px " span style=" font-family: 宋体 " span style=" font-family: 宋体 " 对于企业客户来说，样品分析数量同测试速度一样重要。 /span Autoflow BET+ span style=" font-family: 宋体 " 可以同时进行 /span span style=" font-family: Arial " 3 /span span style=" font-family: 宋体 " 个样品的测试； /span span style=" font-family: Arial " Autosorb-iQ /span span style=" font-family: 宋体 " 也可以同时进行 /span span style=" font-family: Arial " 3 /span span style=" font-family: 宋体 " 个样品的测试； /span span style=" font-family: Arial " NOVAtouch /span span style=" font-family: 宋体 " 可以实现 /span span style=" font-family: Arial " 4 /span span style=" font-family: 宋体 " 个样品同时测试； /span span style=" font-family: Arial " Quadrasorb evo /span span style=" font-family: 宋体 " 则可以同时测试 /span span style=" font-family: Arial " 4 /span span style=" font-family: 宋体 " 个不同类型的样品，其 /span span style=" font-family: Arial " 4 /span span style=" font-family: 宋体 " 个分析站相互独立避免了单杜瓦系统需要等待所有样品测定完成才能进行下一批样品分析的限制。 /span /span span style=" font-family: Arial text-indent: 24px " & nbsp /span /span /p p style=" text-align:center" span style=" font-family: Arial text-indent: 24px font-size: 16px " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/fbeed18f-f483-4237-bac5-07394fba884e.jpg" title=" 6个关键词拆解2020药典比表面及固体密度测试法1.png" alt=" 6个关键词拆解2020药典比表面及固体密度测试法1.png" / /span /p p style=" text-align: center " span style=" font-size: 16px " strong span style=" font-family: 宋体 font-size: 13px " span style=" font-size: 16px font-family: 宋体 " 图 /span 1 /span /strong a href=" https://www.instrument.com.cn/netshow/SH101011/Product-C0-39492-0-1.htm" target=" _self" span style=" font-size: 16px color: rgb(0, 176, 240) " strong span style=" font-size: 16px font-family: 宋体 " 安东帕 /span /strong strong span style=" font-size: 16px font-family: 宋体 " 比表面积测试仪家族 /span /strong /span /a /span /p p style=" text-indent: 24px text-align: justify " span style=" font-size: 16px " span style=" font-family: 宋体 " span style=" font-family: 宋体 " 综上，如图 /span 2 span style=" font-family: 宋体 " ， /span span style=" font-family: Arial " NOVAtouch /span span style=" font-family: 宋体 " 适用于样品比表面积较大且种类较为单一的客户进行快速测试， /span span style=" font-family: Arial " Quadrasorb evo /span span style=" font-family: 宋体 " 以及 /span span style=" font-family: Arial " Autosorb-iQ /span span style=" font-family: 宋体 " 不但可以进行容量法 /span span style=" font-family: Arial " -N /span /span sub span style=" font-family: 宋体 vertical-align: sub " 2 /span /sub span style=" font-family: 宋体 " span style=" font-family: 宋体 " ，也可以进行容量法 /span -Kr span style=" font-family: 宋体 " 来对小比表面积的样品进行测试。 /span span style=" font-family: Arial " Quadrasorb evo /span span style=" font-family: 宋体 " 对样品通量进行了特化，尤其适合样品较为多样的客户。 /span span style=" font-family: Arial " Autoflow BET+ /span span style=" font-family: 宋体 " 则是流动法的全能手，可以进行 /span span style=" font-family: Arial " N /span /span sub span style=" font-family: 宋体 vertical-align: sub " 2 /span /sub span style=" font-family: 宋体 " span style=" font-family: 宋体 " 及 /span Kr span style=" font-family: 宋体 " 的快速分析。其分析效率高，速度快，数据准确且稳定。 /span /span span style=" font-family: Arial " & nbsp /span /span /p p style=" text-align:center" span style=" font-family: Arial font-size: 16px " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/728e5ab4-73b4-4e8f-a838-b904738e6f2f.jpg" title=" 6个关键词拆解2020药典比表面及固体密度测试法2.jpg" alt=" 6个关键词拆解2020药典比表面及固体密度测试法2.jpg" / /span /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " span style=" font-size: 16px " strong span style=" font-family: 宋体 font-size: 13px " span style=" font-size: 16px font-family: 宋体 " 图 /span 2: span style=" font-size: 16px font-family: 宋体 " 安东帕 /span span style=" font-size: 16px font-family: Arial " - /span span style=" font-size: 16px font-family: 宋体 " 康塔产品适用范围 /span /span /strong /span /p h1 label=" 标题居中" style=" font-size: 32px font-weight: bold border-bottom: 2px solid rgb(204, 204, 204) padding: 0px 4px 0px 0px text-align: center margin: 0px 0px 20px " span style=" font-family: 宋体 color: rgb(204, 0, 0) font-size: 18px " 二、0992固体密度测试法 /span /h1 p style=" text-indent: 24px text-align: justify " span style=" font-size: 16px " strong style=" text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体 color: rgb(204, 0, 0) " 关键词：真密度 /span /strong /span /p p style=" text-indent: 24px text-align: justify " span style=" font-family: 宋体, SimSun font-size: 16px " 关于固体密度，0992固体密度测定法中定义了3种固体密度的表示方法，分别为真密度、颗粒密度以及堆密度，并且就真密度的测定方法进行了详细阐述。 /span /p p style=" text-indent: 24px text-align: justify " span style=" font-family: 宋体, SimSun font-size: 16px " 此次药典规定的真密度测定法又称气体置换法，即在测定颗粒密度时，假设在一封闭体系中，测试气体被样品置换掉的体积等同于样品本身体。若样品不含测试气体无法进入的空隙或密封针孔，则所得密度应与真密度一致。 /span /p p style=" text-indent: 24px text-align: justify " span style=" font-family: 宋体, SimSun font-size: 16px " span style=" font-family: 宋体 font-size: 13px " span style=" font-size: 16px font-family: 宋体 " 安东帕 /span - span style=" font-size: 16px font-family: 宋体 " 康塔的真密度仪 /span span style=" font-size: 16px font-family: Arial " Ultrapyc5000 /span span style=" font-size: 16px font-family: 宋体 " ，集 /span span style=" font-size: 16px font-family: Arial " TruPyc /span span style=" font-size: 16px font-family: 宋体 " 技术、 /span span style=" font-size: 16px font-family: Arial " TruLock /span span style=" font-size: 16px font-family: 宋体 " 样品池密封技术以及 /span span style=" font-size: 16px font-family: Arial " Peltier /span span style=" font-size: 16px font-family: 宋体 " 温控技术于一身！一台仪器配备不同大小的样品池满足 /span /span span style=" font-size: 16px font-family: 宋体 " 客户不同的测试需求！ /span /span /p p style=" text-indent: 24px text-align: justify " span style=" font-family: 宋体, SimSun font-size: 16px " span style=" font-family: 宋体 font-size: 13px " span style=" font-size: 16px font-family: 宋体 " 该款仪器输出结果可精确至 /span span style=" font-family: 宋体 font-size: 16px " 0.0001g/cm3 /span span style=" font-size: 16px font-family: 宋体 " ，可在 /span /span span style=" font-family: Arial font-size: 16px " 15 /span span style=" font-size: 16px font-family: 宋体 " 至 /span span style=" font-family: Arial font-size: 16px " 50° C /span span style=" font-size: 16px font-family: 宋体 " 范围内将温度控制在目标温度 /span span style=" font-family: 宋体, SimSun font-size: 16px " span style=" font-family: 宋体 " ± /span span style=" font-family: Arial " 0.05 ° C /span /span span style=" font-size: 16px font-family: 宋体 " 内。每个分析池均配备 /span span style=" font-family: 宋体, SimSun font-size: 16px " span style=" font-family: 宋体 " 10 cm sup 3 /sup span style=" font-family: 宋体 " 、 /span span style=" font-family: Arial " 50 cm sup 3 /sup /span span style=" font-family: 宋体 " 、 /span span style=" font-family: Arial " 135 cm /span /span span style=" font-family: 宋体 vertical-align: super " 3 /span /span span style=" font-family: 宋体 font-size: 16px " 3 /span span style=" font-size: 16px font-family: 宋体 " 种不同规格的分析样品池以及相应的校正钢球，分别适合不同样品量的客户。 /span /span /p p style=" text-indent: 24px text-align: justify " span style=" font-family: 宋体, SimSun font-size: 16px " span style=" font-family: 宋体 font-size: 13px " span style=" font-size: 16px font-family: 宋体 " 仪器支还持 /span span style=" font-family: 宋体 font-size: 16px " He /span span style=" font-size: 16px font-family: 宋体 " 、 /span /span span style=" font-size: 16px font-family: 宋体, SimSun " span style=" font-size: 16px " N /span sub span style=" font-size: 13px vertical-align: sub " 2 /span /sub span style=" font-size: 16px " 、 /span /span span style=" font-family: 宋体, SimSun font-size: 16px " span style=" font-family: 宋体 " SF /span sub span style=" font-family: 宋体 vertical-align: sub " 6 /span /sub /span span style=" font-size: 16px font-family: 宋体 " 以及其他非腐蚀气体，完全满足药典要求。同时，该款仪器可以选配真空泵。真空泵可以实现真空脱气加快挥发性物质的析出，特别适用于长时间的样品测试。 /span /span /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/d347b01f-fa80-41ca-9a7a-b1f8e5643024.jpg" title=" 6个关键词拆解2020药典比表面及固体密度测试法3.jpg" alt=" 6个关键词拆解2020药典比表面及固体密度测试法3.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" font-size: 16px " strong span style=" font-family: 宋体 font-size: 13px " span style=" font-size: 16px font-family: 宋体 " 图 /span 3: a href=" https://www.instrument.com.cn/netshow/SH101011/C392579.htm" target=" _self" span style=" font-family: 宋体 font-size: 13px color: rgb(0, 176, 240) " span style=" font-size: 16px font-family: 宋体 " 康塔真密度仪 /span span style=" font-size: 16px font-family: Arial " Ultrapyc5000 /span /span /a /span /strong /span /p p style=" text-align: right " span style=" font-family:Arial" strong 作者：周琰 /strong /span /p p style=" text-align: right " span style=" font-family:Arial" strong 安东帕材料表征产品经理 /strong /span /p

p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 2020版《中国药典》增加了0992固体密度测试法和0993堆密度和振实密度测定法，对应于美国药典USP699和USP616。关于固体密度，0992中定义了3种固体密度的表示方法，分别为真密度、颗粒密度以及堆密度。密度问题看似简单，但由于其体积的定义不同，虽然此前已经有不少关于这部分的解读文章，但依然在概念上含混不清，或者由于历史原因，对同一定义存在多种命名，容易造成混淆。本文以ISO标准、ASTM标准及相关国家标准为基础，对有关密度的定义及中英文名称进行系统地梳理，并介绍真密度分析的原理及其前沿表征技术。 br/ /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 一、有关体积的定义和名称： /strong /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/bb0681d4-6775-417b-b228-447bd7aba0d4.jpg" title=" 药4.png" alt=" 药4.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 1.& nbsp 堆体积或容积（Bulk volume）： /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 颗粒在容器中堆积所占的体积，它包括颗粒体积，颗粒内体积和颗粒间的空隙体积（图1O）。其对应的密度叫做堆密度或堆积密度（Bulk density）。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 堆密度中实际又包含了两个密度概念： /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " a)& nbsp 松装密度（Loose density）：在规定条件下颗粒材料自然填充的单位容积的质量，是颗粒自然堆积的堆密度。其测定过程中要排除对颗粒堆积过程的扰动，包括颗粒重量本身下落的影响。测量过程参见GB/T31057.1-2014和中国药典0993-1堆密度测定法。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " b)& nbsp 振实密度（Tap density 或 Tapped density）：在规定条件下粉体经振实后所测得的单位体积的质量。测量过程参见GB/T31057.2-2018和中国药典0993-2振实密度测定法。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 在中国药典中，0993跟随了USP616的概念，将堆密度（Bulk density）等同于了松装密度（Loose density）。而在材料科学界，这是两个不同的概念，美国材料实验协会（ASTM）将其分别称作松装堆密度（Loose bulk density）和振实堆密度（Tapped bulk density），或堆积松装密度（Bulk loose density）和堆积振实密度（Bulk tapped density）。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " ——参见ASTM D7481 - 18& nbsp 《Standard Test Methods for Determining Loose and Tapped Bulk Densities of Powders using a Graduated Cylinder》和ASTM C1770-13《Standard Test Method for Determination of Loose and Tapped Bulk Density of Plutonium Oxide》 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 在中国粉体材料界的应用中，如果堆密度不特指的话，一般指的是振实密度。这一点特别需要引起注意，以避免混淆。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 2.& nbsp 颗粒体积（Particle volume）： /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 颗粒体积（Particle& nbsp volume）也叫包封体积（Envelope& nbsp volume）、几何体积（Geometric volume）或表观体积（Apparent& nbsp volume），它是从堆体积中扣除颗粒间孔隙的体积，即颗粒骨架体积和颗粒内开孔体积之和（图1A）。其对应的密度分别是颗粒密度、包封密度、几何密度或表观密度。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 事实上，有关表观体积（Apparent& nbsp volume）的定义还相当混乱，莫衷一是，有的将其等同于松装体积（GB/T31057.1-2014），有的则将其等同于骨架体积（图1右B）。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 3.& nbsp 骨架体积（Skeleton& nbsp volume）和真体积（True volume）： /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " a)& nbsp 开孔（open pore）：多孔固体中与外界连通的空腔和孔道称为开孔，包括交联孔、通孔和盲孔。这些孔道的表面积可以通过气体吸附法进行分析。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " b)& nbsp 闭孔(close pore)：除了可测定孔外，固体中可能还有一些孔，这些孔与外表面不相通，且流体不能渗入，因此不在气体吸附法或压汞法的测定范围内。不与外界连通的孔称为闭孔。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 开孔与闭孔大多为在多孔固体材料制备过程中形成的，有时也可在后处理过程中形成，如高温烧结可使开孔变为闭孔。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " c)& nbsp 骨架体积（Skeleton volume）：不含开孔的颗粒体积（图1B），即其体积包括可能存在的闭孔体积，但不包括开孔体积以及颗粒间隙的体积。其对应的密度就是骨架密度。0992中用气体置换法测的“真密度”实际就是骨架密度，参见ISO 12154-2014《骨架密度的测量 气体体积置换法》。相应的国家标准也将很快出台，由于未经烧结的粉体材料很难存在闭孔，以下我们还是按习惯称呼叫做“真密度”。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " d)& nbsp 真体积（True volume）：是颗粒骨架体积扣除闭孔体积后的体积（图1C）。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 综上所述， /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 骨架体积 = 真体积 + 闭孔体积 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 颗粒体积 = 骨架体积 + 颗粒内开孔体积 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 堆体积（容积）= 颗粒体积 + 颗粒间孔隙或空隙体积 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 二、气体体积置换法测量真密度原理及其需要注意的事项 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 气体置换法也叫体积膨胀法。该技术实际用的就是阿基米德原理，不过排除的不是液体而是气体，即这种技术是以固体空间置换一定体积的气体为基础的。气体真密度分析仪具有与气体吸附法比表面分析仪一样的气路，有样品室和气体膨胀参比室（相当于歧管）。通过在等温条件下测量气体从一个气室膨胀到另一个气室，用一个压力传感器或表压传感器在样品室和参比室之间测量气体膨胀前后的压力变化，然后通过理想气体方程计算出样品的骨架体积，从而计算出样品的真密度值。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/e18ea259-91d0-455c-8cd6-d5e7cdfcd0c0.jpg" title=" 2.png" alt=" 2.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 这种动态流动仪器的特点是：不需要测量绝对大气压值，不需要测量压力校正曲线；但需要将表压传感器调零，需要标准体积（标准球或标准块）测量参比室体积。仪器包括两种结构，见图2。二者的差别在于进气端是在样品室（结构1），还是在参比室（结构2）。结构2的工作序列与结构1正好相反，即先在参比池加压，然后气体膨胀进入样品池。这种设计的优势在于可以最大程度地减小在样品池中的死体积，从而提高少量样品的测量准确性（参见ISO 12154-2014和Multipycnometer，Quantachrome Instruments）。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 与比表面测定一样，样品需要脱气。脱气一般在原位进行，可以连续流动脱气、脉冲增压脱气（也属于流动脱气）或真空脱气。在使用这种仪器测定时，需要注意以下事项： /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 1．因为仪器原理是理想气体方程，所以测定结果和稳定性与温度有关。因此，要求实验室内温度恒定，波动在2度以内。但是因为仪器内部会发热，所以最好真密度仪配有恒温装置。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 2．氦气比氮气更接近理想气体，所以重复性精度高；但因为氦气分子太小，可以进入闭孔引起误差，所以含闭孔较多的材料应选用氮气。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 3．与比表面分析仪一样，死体积的概念在这里同样重要。最好分析尽可能多的样品（达到仪器的物理极限），以最大限度地提高称重精度和减小死体积。即所装样品量至少是样品池的2/3，并尽可能接近标准球体积。比如135ml的样品池通常测量误差在60μl以上，若装50ml& nbsp 以下的样品，则测量误差较大，重现性也差。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 4．可以通过套筒尽可能多地消除“死体积”，用以减少样品室的内部体积（图3左）。但是，随着样品量的减少，其它因素的误差也随之放大。比如100ml时的误差为± 0.03%，而小于1ml时，误差则为± 3%了。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/67e2b2d0-781d-4a87-8556-7ae400e83540.jpg" title=" 3.png" alt=" 3.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 对于体积密度较低的样品，样品池看起来很满，但固体可能只占样品池的百分之几！在这些情况下，必须使用与被测样品最相似的参比体积校准仪器（图3右）。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 5．& nbsp 因为存在仪器稳定和样品脱气的问题，一般测定都要求至少设定测量5次以上。前面几次测量会存在误差，因为测量过程也是脱气过程。仪器会在设定的允许误差范围内（一般是0.01）停止测定并打印报告。报告给出的误差值，是最后三次结果的误差，不是所有运行测量的误差。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 综上所述，气体真密度分析仪原理经典，操作并不复杂。但是，要获得高精度的测量结果需要真空脱气，恒定仪器温度以及比较大的样品量，而获得10ml左右的样品量往往是非常难的，尤其对于原研药，1ml的样品量是非常珍贵的。如何解决微量样品与测量精度之间的关系？为此，我们利用在超低比表面测定中发展的新技术，继续开发了静态真空气体置换法的新技术，使对少于1ml的样品测定，体积测量误差小于5μl，彻底解决了这个难题。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 三、真密度测量新技术及其对仿制药应用的优势 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " iPyc30真密度测量新技术采用结构2的方式（图1），并引入真空体积法测比表面的关键技术，拥有2个分析室及2种测试模式，既能按常规动态气体体积置换实现快速测试，也能选择静态真空体积置换法实现精准测试（图2）。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/b1e95443-22f3-4a8d-8369-c1fbe3090f4b.jpg" title=" 4.png" alt=" 4.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 该技术核心是，处于样品室中的样品不仅被真空脱气，提高了表面清洁效率，而且在静态真空条件下，基本排除了死体积的影响。此时，参比室就是定量投气的歧管，通过绝对压力传感器精确计量投入样品室的气体，直至达到平衡。因此如图3A情况的测定，不再成为问题。这意味着在20ml的样品池中测量1ml样品也无需更换样品池，具有极大的灵活性；如果同时采用图3B的套筒方式，将能进一步提高分析精度。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 当样品量少时，测定结果对温度极其敏感。该系统采用先进的风热循环装置，进行全系统恒温，包括样品室、测控装置、气路和温度控制系统（图4）。从图4还可以发现，具有32位ADC电子电路系统的iPYC 30样品室真空度高达0.004KPa，即3.95 x 10 sup -5 /sup 大气压。如此高的真空度和压力及温度的计量精度，不仅能将复杂孔道中多孔材料的样品彻底脱气，而且能将体积的计量精度接近纳升（nl）级别。因此，对于体积＜10mL的样品，静态真空体积置换法重复性和平行性均能优于± 0.03%（表1）；对于体积＜1mL的样品，静态真空体积置换法也具有极其出色的重复性（表2）。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 综上所述，静态真空体积置换法测量真密度的新技术可以测量微量样品，不需要更换小样品室，不需要增加样品量，不需要套筒填充死体积，不需要多次测量取平均值，这为微量的API的测定寻找到解决方案。iPYC30可以同时测量两个样品，使得原研药与仿制药可以在同一平行环境下进行测定比较，判断工艺的符合程度。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " strong 表1 & nbsp 某样品的真密度重复性和双站平行性（重现性）测定 /strong /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/9cd58801-5ee1-4f25-88fd-81087860dc91.jpg" title=" 5.jpg" alt=" 5.jpg" / /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " strong br/ /strong /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " strong 表2 & nbsp 六个微量样品的真密度重复性测定（约0.2ml） /strong /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/54723390-cb15-462d-9be6-305ff94e1fc4.jpg" title=" 6.jpg" alt=" 6.jpg" / /p