01丨背景介绍
新品激光粒度仪Mastersizer 3000+的主要改变集中在新的Mastersizer Xplorer软件中的功能,如SOP Architect和DQG,使开发方法和生成最佳质量数据比以往任何时候都更容易。而Size Sure功能更是采用了Malvern Panalytical的自适应衍射技术,代表了激光衍射的一个新方向,并将有助于提高测量的再现性。当然,Mastersizer 3000+主机硬件也进行了升级,以帮助仪器内部的热量管理。当使用更具挑战性的分散剂(如丙醇和异辛烷)时,分散剂稳定时间显著减少,也就是减少测试前的平衡时间,达到更快速、稳定地生成数据的目的。
02丨方法转移的顾虑与解答
当用户想将测试方法从Mastersizer 3000转移到Mastersizer 3000+,可能会产生一些顾虑或疑问,例如:
测试方法从Mastersizer 3000转移到Mastersizer 3000+是否容易?
旧测量文件和SOP文件能用于新的 Mastersizer Xplorer 软件吗?
如果使用相同的方法,相同样品可以在Mastersizer 3000+上实现和MS3000相同的数据吗?
上述问题的答案是一致的,那就是“是的!”
事实上,您的实验从Mastersizer 3000过渡到Mastersizer 3000+会非常容易和流畅的;Mastersizer Xplorer软件可以打开和使用您的历史测量以及SOP文件;当您使用Mastersizer 3000上已建立的测试方法时,可以在Mastersizer 3000+上获得等效数据。
03丨数据对标实例
让我们通过一些测试来证明上述的答案。这些测试是可重复性评估的一种形式,我们借此来对比两代仪器之间数据的精度。
USP和欧洲药典都推荐可重复性试验的接受标准:Dv50或任何类似的中值的相对标准偏差百分比(%RSD)小于10%,分布边缘值如Dv10和Dv90的相对标准偏差百分比小于15%。对于任何含有小于10 μm颗粒的样品,这些限制可以加倍。
Round 1
石墨
石墨样品用水作为分散介质,加入表面活性剂以辅助分散。在样品加入EV进样器之前,使用水浴超声预处理样品,以达到更好的分散效果。每个等分试样都生成3条记录,并取平均值。得到结果如下:

表1:石墨样品在MS3000+和MS3000上的粒径结果,以及平均粒径和RSD%
表1总结了在Mastersizer 3000和Mastersizer 3000+上测试石墨样品的Dv10、Dv50和Dv90结果。还计算了平均值,以及6条结果的标准偏差和%RSD。

图1:石墨样品 在MS3000+和MS3000上所测粒径分布的叠加图
图1展示了在Mastersizer 3000+和Mastersizer 3000上测试的每个等分石墨试样所生成的平均粒径分布(PSD)的叠加。测试结果的%RSD符合USP <429>/Ph. Eur. 2. 9. 31的要求以及ISO 13320:2020 标准;且PSD图叠加良好。
Round 2
磷酸铁
磷酸铁样品用水作为分散介质,并在样品加入EV进样器后,使用仪器内超声预处理样品,以达到更好的分散效果。同样,每个等分试样都生成3条记录,并取平均值。得到结果如下:

表2:磷酸铁样品在MS3000+和MS3000上的粒径结果,以及平均粒径和RSD%
表2总结了在Mastersizer 3000和Mastersizer 3000+上测试磷酸铁样品的Dv10、Dv50和Dv90结果。还计算了平均值,以及6条结果的标准偏差和%RSD。

图2 磷酸铁样品在MS3000+和MS3000上所测粒径分布的叠加图
图2展示了在Mastersizer 3000+和Mastersizer 3000上测试的每个等分磷酸铁试样所生成的平均粒径分布(PSD)的叠加。测试结果的%RSD符合USP <429>/Ph. Eur. 2. 9. 31的要求以及ISO 13320:2020 标准;且PSD图叠加良好。
Round 3
磷酸铁锂
磷酸铁锂样品用水作为分散介质,预制样时加入表面活性剂以及六偏磷酸钠水溶液,以辅助分散。测试前使用外置的水浴超声预处理样品,并在样品加入EV进样器后,使用仪器内超声预处理样品,以达到更好的分散效果。每个等分试样都生成3条记录,并取平均值。得到结果如下:

表3:磷酸铁锂样品在MS3000+和MS3000上的粒径结果,以及平均粒径和RSD%
表3总结了在Mastersizer 3000和Mastersizer 3000+上测试磷酸铁锂样品的Dv10、Dv50和Dv90结果。还计算了平均值,以及6条结果的标准偏差和%RSD。

图3:磷酸铁锂样品在MS3000+和MS3000上所测粒径分布的叠加图
图3展示了在Mastersizer 3000+和Mastersizer 3000上测试的每个等分磷酸铁锂试样所生成的平均粒径分布(PSD)的叠加。测试结果的%RSD符合USP <429>/Ph. Eur. 2. 9. 31的要求以及ISO 13320:2020 标准;且PSD图叠加良好。
Round 4
三元材料
三元材料样品用水作为分散介质,加入六偏磷酸钠以辅助分散。在样品加入EV进样器前,使用水浴超声预处理样品,以达到更好的分散效果。依然是每个等分试样都生成3条记录,并取平均值。得到结果如下:

表4:三元样品在MS3000+和MS3000上的粒径结果,以及平均粒径和RSD%
表4总结了在Mastersizer 3000和Mastersizer 3000+上测试钴酸锂三元样品的Dv10、Dv50和Dv90结果。还计算了平均值,以及6条结果的标准偏差和%RSD。

图4:三元样品在MS3000+和MS3000上所测粒径分布的叠加图
图4展示了在Mastersizer 3000+和Mastersizer 3000上测试的每个等分三元试样所生成的平均粒径分布(PSD)的叠加。测试结果的%RSD符合USP <429>/Ph. Eur. 2. 9. 31的要求以及ISO 13320:2020 标准;且PSD图叠加良好。
结
论
Conclusion
通过对四种电池行业的样品测试,足以证明Mastersizer 3000和Mastersizer 3000+ 之间的数据等效性。通过ISO 13320:2020 和 USP <429>/Ph. Eur. 2. 9. 31. 评估,所有测试记录的数据均符合可接受标准,且在两代Mastersizer激光粒度仪之间具有良好的重现性。
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