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含固量
Solids Content / Non-volatile Content
含固量
| 定义 | 样品在一定温度下烘干至恒重后,剩余固体占原样的百分比 |
| 公式 | 含固量 = (烘干后重 / 烘干前重) × 100% |
| 典型值 | 柔软剂 10%~30%;黏合剂 40%~50%;分散剂 30%~50% |
| 测定 | 烘箱法(105 ℃ ± 2,2~4 h 至恒重) |
| 快速法 | 红外水分仪、卤素水分仪(几分钟) |
| 用途 | 浓度换算、成本核算、来料检验 |
| 注意 | 含固量 ≠ 有效成分(可能含盐、填料) |
液体助剂中非挥发性物质的质量百分比,是衡量助剂有效成分、进行成本核算与用量换算的关键指标。
含固量为什么重要
- **① 成本核算(最直接)**:
- —— 助剂按**重量**买,但用的是**有效成分**
- —— 例:
- —— A 柔软剂:10 元/kg,含固量 10%
- —— B 柔软剂:18 元/kg,含固量 25%
- —— 按有效成分算:
- —— A:10 ÷ 0.10 = **100 元/kg 有效物**
- —— B:18 ÷ 0.25 = **72 元/kg 有效物**
- —— **B 反而更便宜!**
- —— 所以采购**必须考虑含固量**
- **② 用量换算**:
- —— 配方如果按"**有效成分**"给出,要换算成实际商品量
- —— 例:配方要"柔软剂有效物 1.0% owf",柔软剂含固量 20%
- —— 实际用量 = 1.0% ÷ 0.20 = **5.0% owf**
- —— 反过来:配方写"柔软剂 5% owf",含固量 20%
- —— 实际有效物 = 5% × 0.20 = **1.0% owf**
- —— **换供应商/换批次时,含固量可能变** → 要重新换算
- **③ 来料检验**:
- —— 检测含固量是否**符合规格**
- —— 防止供应商**掺水稀释**
- —— 或**批次波动**
- **④ 工艺控制**:
- —— 助剂**浓度**影响效果
- —— 含固量变化 → 实际加入的有效成分变化 → **效果波动**
- —— 例:柔软剂含固量从 20% 降到 16%
- —— 同样加 5% owf,实际有效物少了 **20%** → **手感不达标**
含固量的测定
- **标准方法(烘箱法)**:
- ① 称**空称量瓶**的重量(W₀)
- ② 称取**样品**(一般 2~5 g)放入瓶,称重(W₁)
- —— 样品重 = W₁ - W₀
- ③ 放入**烘箱**,**105 ± 2 ℃** 烘 **2~4 h**
- —— 含挥发性有机溶剂的样品,温度要调整(或先低温烘)
- ④ 取出,放入**干燥器**冷却至室温,称重(W₂)
- ⑤ **含固量 = (W₂ - W₀) / (W₁ - W₀) × 100%**
- ⑥ 如果没到恒重,再烘 30 min 复称,直到**两次称重差 < 0.5%**
- **快速方法**:
- —— **红外/卤素水分仪**:
- —— 红外灯快速加热 + 内置天平
- —— **几分钟**出结果
- —— 适合**现场快速检测**
- —— 但**精度**略低于烘箱法
- —— 要与烘箱法**对照校准**
- —— **微波水分仪**
- —— **折光法**(某些溶液,浓度与折射率相关)
- **注意事项**:
- —— 样品要**均匀**(液体助剂可能分层,要**搅匀**后取样)
- —— 称重要**快**(某些样品会吸湿或挥发)
- —— **温度**要准确(温度过高会**分解**,过低烘不干)
- —— **干燥器**中的干燥剂要有效(变色硅胶要定期更换)
- —— **平行样**(至少 2 个,取平均)
- —— 含**易挥发有机溶剂**的样品:
- —— 105 ℃ 可能把溶剂也烘走 → 得到的不是"固体分"
- —— 要用**低温真空**或注明条件
含固量与"有效成分"的区别
- **含固量 ≠ 有效成分**:
- —— 含固量是"**烘干后剩下的所有东西**"
- —— 有效成分是"**真正起作用的东西**"
- —— 剩下的可能包括:
- —— **有效物**(表面活性剂、聚合物等)
- —— **盐**(如分散剂中的元明粉—— 作为填料或工艺残留)
- —— **未反应的原料**
- —— **副产物**
- —— **填料**
- —— 例:某分散剂含固量 45%,但其中:
- —— 有效分散成分 **30%**
- —— 元明粉(盐)**12%**
- —— 其他 **3%**
- **所以要"有效成分"**:
- —— 需要**更专业的分析**(如滴定、色谱、萃取)
- —— 或**向供应商索取**
- —— 或**通过应用试验**(实际染一个小样,看效果)
- **应用试验是最可靠的**:
- —— 含固量只是**浓度指标**
- —— 真正好不好用,要靠**实际效果**验证
- —— 所以**换供应商要做小试和大样**
- **采购的建议**:
- ① **同时看含固量和价格**(算"单位有效物的价格")
- ② **要求供应商提供规格书**(含固量、有效成分、pH、离子性等)
- ③ **来料检验**(至少测含固量和外观)
- ④ **定期做应用对比试验**
含固量在生产中的应用
- **① 自动配料系统的标定**:
- —— 自动配料按**体积**计量
- —— 但要知道"**多少体积 = 多少有效物**"
- —— 需要知道:
- —— **密度**(g/mL)
- —— **含固量**(%)
- —— 才能算出"泵 100 mL = 多少克有效物"
- —— 所以:**助剂换批后要重新标定**
- **② 助剂的稀释**:
- —— 高浓度助剂**稀释**成工作液
- —— 要按含固量计算稀释比例
- —— 例:把含固量 50% 的黏合剂稀释到 20%
- —— 稀释倍数 = 50 / 20 = **2.5 倍**
- —— 即:1 份黏合剂 + 1.5 份水
- **③ 印花糊料的浓度**:
- —— 糊料的**含固量**决定**粘度**和**抱水性**
- —— 要准确控制
- **④ 涂层、整理的"上胶量"**:
- —— 涂层布的**增重**(g/m²)取决于:
- —— 涂层胶的**含固量**
- —— **涂布量**(湿基)
- —— 计算:
- —— **干增重 = 湿涂布量 × 含固量**
- —— 例:湿涂 30 g/m²,含固量 40% → 干增重 **12 g/m²**
- —— 这是**成本核算**和**质量控制**的关键计算
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