粒度分布檢測：核心檢測項目詳解
一、粒度分布檢測的核心項目
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- 檢測內容：計算顆粒群的平均尺寸，如體積平均粒徑（D50）、數量平均粒徑等。
- 意義：反映顆粒體系的整體尺寸水平，直接影響材料的流動性、溶解性及反應活性。例如，藥物粉末的D50過大會導致壓片困難，過小可能引發揚塵。
- 檢測方法：激光衍射法、動態光散射法（DLS）、圖像分析法等。
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- 檢測內容：評估顆粒尺寸的均勻性。常用Span值（(D90-D10)/D50）或PDI（動態光散射法中的分布寬度指數）。
- 意義：Span值越小，分布越窄，均勻性越高。例如，涂料中顏料的Span值過高會導致涂層光澤不均；納米顆粒的PDI>0.7通常被視為多分散體系。
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- 檢測內容：分析分布曲線的對稱性（正態、偏態）和多峰性（單峰、雙峰或多峰）。
- 意義：雙峰分布可能代表體系中存在團聚或混合粒徑顆粒，需針對性優化工藝。例如，研磨后的礦物粉體出現雙峰分布時，需檢查破碎效率。
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- 檢測內容：D10（10%顆粒小于此值）、D50（中位粒徑）、D90（90%顆粒小于此值）。
- 意義：D90用于質量控制上限，如注射劑中顆粒D90需＜5μm以避免血管堵塞；D10反映細粉比例，影響粉體振實密度。
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- 檢測內容：單位質量顆粒的總表面積，與粒徑成反比。
- 意義：比表面積越大，催化活性、吸附能力越強。例如，電池材料中高比表面積的納米顆粒可提升充放電效率。
二、檢測方法與適用場景
| 方法 | 原理 | 檢測范圍 | 適用場景 |
|---|---|---|---|
| 激光衍射法 | 顆粒散射光的角分布反演粒徑 | 0.1–3500 μm | 粉末、乳液、懸浮液（如水泥、農藥） |
| 動態光散射法 | 布朗運動導致光強波動分析 | 1 nm–6 μm | 納米顆粒、蛋白質溶液、脂質體 |
| 沉降法 | 斯托克斯定律計算沉降速度 | 0.01–300 μm | 高密度粉末（如金屬粉、陶瓷粉） |
| 圖像分析法 | 顯微鏡圖像直接測量顆粒尺寸 | 0.5 μm–數毫米 | 不規則顆粒（如石墨烯碎片、纖維） |
三、關鍵應用領域
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- 檢測項目：D90控制（注射劑）、粒度均勻性（片劑原料）。
- 案例：疫苗佐劑的D50需控制在100-200nm以增強免疫應答。
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- 檢測項目：納米級正極材料的比表面積與PDI。
- 案例：鋰電硅碳負極的PDI≤0.3可提升循環穩定性。
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- 檢測項目：大氣顆粒物PM2.5/PM10的分布分析。
- 案例：PM2.5中D50＜2.5μm的顆粒占比決定空氣污染等級。
四、數據解讀與注意事項
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- 分布曲線：單峰曲線為均質體系，雙峰可能提示污染或團聚。
- 統計參數：D50接近D90時，表明大顆粒占主導，需優化分散工藝。
- 對比分析：與歷史數據或標準品對比，判斷批次穩定性。
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- 樣品分散：超聲處理避免團聚（如納米顆粒需添加分散劑）。
- 濃度控制：激光衍射法需遮光度10-15%，動態光散射需稀釋至適宜濃度。
- 方法驗證：遵循ISO 13320（激光衍射法）等國際標準。
五、結語
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