Меры счётной концентрации частиц в жидкости для обеспечения метрологической прослеживаемости в области сверхвысоких концентраций.

Измерения гранулометрического состава аэрозолей, суспензий и порошкообразных материалов в области сверхвысоких концентраций востребованы в химической, газовой, нефтяной отраслях промышленности, где используются концентрированные суспензии твёрдых частиц. Существующие средства измерений счётной концентрации частиц в жидкости характеризуются верхней границей диапазона воспроизведения счётной концентрации частиц 10¹² м^–3, однако для метрологического обеспечения фотометрических высокоточных средств измерений счётной концентрации частиц в жидкости требуется расширить данный диапазон до 10 ⁸ –10¹⁸ м^–3 . В рамках разработки мер счётной концентрации частиц в жидкости МСК-В предложена технология получения высококонцентрированных суспензий монодисперсных полистирольных латексных сфер. Высокая концентрация суспензии достигнута в результате увеличения количества стирола в затравочной эмульсии и, следовательно, увеличения количества коагулята в процессе синтеза. Описан алгоритм косвенных измерений счётной концентрации частиц в водных суспензиях монодисперсных полистирольных латексных сфер. При исследованиях применено оборудование из состава Государственного первичного эталона единиц дисперсных параметров аэрозолей, взвесей и порошкообразных материалов ГЭТ 163-2020. Определены счётные концентрации частиц и метрологические характеристики созданных мер. Рассчитаны доверительные границы погрешности косвенного измерения счётной концентрации частиц в воде и установлено, что границы относительной погрешности составляют ±4 %. Разработанные меры счётной концентрации частиц в жидкости МСК-В частично закроют потребность внутреннего рынка в мерах и стандартных образцах для определения размера и счётной концентрации частиц при обеспечении единства измерений гранулометрического состава аэрозолей, суспензий и порошкообразных материалов.

1. Балаханов М. В., Добровольский В. И., Балаханов Д. М., Беленький Д. И., Магомедов Т. М. Состояние метро логического обеспечения измерений дисперсных параметров аэрозолей, взвесей и порошкообразных материалов. Материалы III Международной научно-технической конференции «Метрология физико-химических измерений», 09–11 октября 2018 г., Менделеево, ФГУП «ВНИИФТРИ», с. 108–112 (2019). https://www.elibrary.ru/hgtfcc

2. Садагов А. Ю. Диагностика коллоидных систем на основе совместного использования спектров абсорбции, флуоресценции, статического и динамического рассеяния света: автореф. дис. канд. техн. наук. ВНИИОФИ, Москва (2018). https://www.vniiofi.ru/images/DISS_SOVET/avtoreferat/Dissertatciia_Sadagov.pdf

3. Грицкова И. А., Жаченков С. В., Прокопов Н. И., Ильменев П. Е. Эмульсионная полимеризация гидрофобных мономеров в высокодисперсных эмульсиях. Высокомолекулярные соединения. Серия А, 33(7), 1476–1483 (1991). https://www.elibrary.ru/xpoauo

4. Прокопов Н. И., Грицкова И. А. Особенности гетерофазной полимеризации стирола при образовании поверхностно-активных веществ на границе раздела фаз. Успехи химии, (9), 890–900 (2001). https://doi.org/10.1070/rc2001v070n09abeh000669

5. Аверкин Д. В., Кузнецов И. А., Балаханов Д. М. Разработка мер размеров частиц в жидкости с номинальным значением размеров частиц 0,07 мкм и 0,1 мкм. Альманах современной метрологии, (4(36)), 87–95 (2023). https://elibrary.ru/brezme

6. Brouwer W. M. The preparation of small polystyrene latex particles. Journal of Applied Polymer Science, 38, 1335–1346 (1989). https://doi.org/10.1002/app.1989.070380712

7. Ugelstad J.; El-Aasser M. S., Vanderhoff J. W. Emulsion polymerization: Initiation of polymerization in monomer droplets. Polymer Letters Edition, 11, 503–513 (1973). https://doi.org/10.1002/pol.1973.130110803

8. Paulen R., Benyahia B., Latifi M. A., Fikar M. Dynamic optimization of semi-batch emulsion co-polymerization reactor for styrene/butyl acrylate in the presence of a chain transfer agent. Computer Aided Chemical Engineering, 32, 721–726 (2013). https://doi.org/10.1016/B978-0-444-63234-0.50121-4

9. Macbeth A. J., Lin Zh., Goddard J. M. General method for emulsion polymerization to yield functional terpolymers. MethodsX, 7, 101110 (2020). https://doi.org/10.1016/j.mex.2020.101110

10. Wang T., Shi S., Yang F., Zhou L. M., Kuroda S. Poly(methyl methacrylate)/polystyrene composite latex particles with a novel core/shell morphology. Journal of Materials Science, 45, 3392–3395 (2010). https://doi.org/10.1007/s10853-010-4449-9

11. Fan X., Jia X., Zhang H., Zhang B., Li Ch., Zhang Q. Synthesis of Raspberry-Like Poly(styrene–glycidyl methacrylate) Particles via a one-step soap-free emulsion polymerization process accompanied by phase separation. Langmuir, 29, 11730– 11741 (2013). https://doi.org/10.1021/la402759w

12. Sudol E. D., El-Aasser M. S., Vanderhoff J. W. Kinetics of successive seeding of monodisperse polystyrene latexes. I. Initiation via potassium persulfate. Journal of Polymer Science, Part A: Polymer Chemistry, 24, 3499–3513 (1986). https://doi.org/10.1002/pola.1986.080241230

13. Vanderhoff J. W., Vitkuske J. F., Bradford E. B., Alfrey Jr. T. Some factors involved in the preparation of uniform particle size latexes. Journal of Polymer Science, 20, 225–234 (1956). https://doi.org/10.1002.pol.1956.120209501

14. Thomson B., Rudin A., Lajoie G. Dispersion copolymerization of styrene and divinylbenzene: Synthesis of monodisperse, uniformly crosslinked particles. Journal of Polymer Science, Part A: Polymer Chemistry, 33, 345–357 (1995). https://doi.org/10.1002/pola.1995.080330301

15. Qi H., Hao W., Xu H. et al. Synthesis of large-sized monodisperse polystyrene microspheres by dispersion polymerization with dropwise monomer feeding procedure. Colloid and Polymer Science, 287, 243–248 (2009). https://doi.org/10.1007/s00396-008-1979-7

16. Аверкин Д. В. Синтез мер размера частиц на основе водных суспензий полистирольных латексных сфер. Измерительная техника, (12), 64–68 (2022). https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2022-12-64-68

17. Аверкин Д. В. Влияние поверхностно-активных веществ на степень полидисперсности суспензий полистирольных латексных сфер. Измерительная техника, 73(3), 55–60 (2024). https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2024-3-55-60

18. Балаханов М. В., Добровольский В. И., Балаханов Д. М., Беленький Д. И. Совершенствование Государственного первичного эталона единиц дисперсных параметров аэрозолей, взвесей и порошкообразных материалов ГЭТ 163-2010. Измерительная техника, (12), 3–7 (2018). https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2018-12-3-7