差别在前处理。上午那份散开了，下午那份没有。

激光衍射、动态光散射、图像分析测的都不是颗粒本身，而是散射光、遮光或电阻信号对应的“物体”。10个颗粒抱成一团，仪器就报出一个10倍大的颗粒。它没有出错，只是看不见团聚体内部。

一、先分清要打散的是什么

1.1 三个层级

粉体里说“颗粒”，可能指三个不同的东西。

一次颗粒（primary particle）是真正的最小个体，晶体生长或反应终止时形成，决定材料的本征粒径。一次颗粒之间靠化学键结合，打不断，也不该打。

团聚体（aggregate，硬团聚）由一次颗粒面—面烧结或强结合而成。超声和搅拌对它基本无效，强行打散的结果往往是一次颗粒一起碎掉。

絮凝体（agglomerate，软团聚）是点—点接触的松散堆积，中间隔着液体或空气，主要靠范德华力。这才是分散操作该处理的对象。

打个比方：白砂糖结块，用勺子能把糖块敲散，但敲不小每一粒晶体。粒径测试要的是糖粒多大，不是糖块多大。

所以报告里写D50，应注明“分散后测得”并交代分散条件，否则这个数不可复现，也不可比。

1.2 颗粒为什么抱团

四个力，按影响大小排：

液桥这一条最容易漏。同一批粉体在梅雨季和冬天测出的分布可能不一样，不是仪器漂移，是颗粒之间多了水桥。干法尤其要注意空气湿度。

1.3 DLVO与等电点

DLVO理论把颗粒间的总势能写成两项之和：范德华吸引能，双电层排斥能。谁占上风取决于电解质浓度和表面电荷。表面电荷越多、双电层越厚，排斥越强，体系越稳定。

这解释了两件事。一是加一点盐为什么反而让粒径变大：电解质压缩双电层，排斥下降，颗粒越过能垒直接絮凝。实验室里别用自来水，其中的 Ca²⁺、Mg²⁺ 是高效絮凝剂。二是pH 为什么重要：H⁺ 和 OH⁻ 是电位决定离子，氧化铝、二氧化钛这类氧化物偏离等电点越远，表面电荷越高，分散越好；在等电点附近测，粒径必然偏大。

非水介质或高分子体系里起作用的是空间位阻：长链高分子吸附在颗粒表面，从物理上阻止颗粒靠近。机理不同，结论一样，要么给电荷，要么给高分子层，不能让颗粒裸着。

二、润湿、解聚、稳定

湿法干法都是这三步，缺一步结果就不对。

润湿是让液体铺展到颗粒表面，把原本吸附的空气替换掉。水的表面张力 72 mN/m，对石墨、聚四氟乙烯、部分药物这类疏水粉体润湿差，粉会漂在水面不下沉。办法是加表面活性剂降表面张力，或先用乙醇润湿。

解聚是施加机械能（超声、剪切、撞击）打开软团聚。能量要够，但不能过头。

稳定是给新打开的表面上电荷或高分子保护层，防止测量过程中重新抱团。这一步最常省，也最常导致测的时候结果还在变。

三、湿法分散

湿法把粉体分散在液体里测，是激光粒度仪的主流方式。分散可控，能加分散剂、能调 pH，适合亚微米和纳米样品；代价是样品可能与介质反应，废液也要处理。

3.1 介质

选介质要同时满足四条：不溶解、不溶胀、不与样品反应；折射率与样品差得够开，差太小散射信号会弱到测不出；黏度低；毒性可接受。

水优先试，便宜、安全、可选的分散剂最多。只有水会跟样品反应，或样品会被水溶胀时，才换有机介质。换介质后 D50 明显变了，先怀疑溶解，再怀疑分散。

3.2 分散剂

粉体浮在水面不下沉，是润湿问题，加表面活性剂。测 Zeta 电位—pH 曲线找到等电点，把 pH 调远（|ζ| 高于 30 mV 一般够了），可能不加分散剂就行。散开之后粒径随时间持续增大，需要高分子提供空间位阻。

用量不是越多越好。游离高分子会同时吸附在两个颗粒上，把它们桥连起来（bridging flocculation），粒径反而变大。最优用量存在，且只能用实验找。

3.3 设备

湿法一般是组合用：泵循环保持悬浮，超声解聚，搅拌均化。高端湿法进样器把三者集成，功率和时间可在软件里设定。

3.4 操作步骤

取样与缩分。大宗粉体用旋转缩分器或四分法，不要随手挖一勺。取样量 0.1~2 g，纳米样品毫克级。记录取样位置、日期和环境湿度。同一批料不同位置的差异，常常大于分散方法之间的差异。

配介质和分散剂。用去离子水（≥18 MΩ·cm）或色谱级有机溶剂。分散剂先配 1% 母液再稀释，避免直接投粉造成局部过浓。要调 pH 就先调介质再加样品，用 0.1 mol/L NaOH 或 HCl 逐滴加、边加边测。

预润湿。粉体缓慢加入介质，不要一次倒入，否则外面湿了里面还是干粉团，超声也打不开。疏水粉体先用少量乙醇润湿成糊再加水，乙醇最终浓度控制在 5% 以下。目视确认无漂浮粉、无大块。

加分散剂混匀。按上一节用量加入，磁力搅拌或涡旋 1~2 min，记录实际加入量并换算成相对固体质量的百分比。

超声解聚。超声槽 5~15 min，样品瓶放在水位 2/3 处，别贴底。超声探头功率 20%~50%，脉冲模式（如 5 s 开、5 s 关），总时长 1~5 min，必须冰浴，容器内温度不超过 30 ℃。时间不能拍脑袋定 5 min，要做时间序列。

上机设参数。遮光度落在仪器推荐区间，湿法通常 8%~20%。泵速中等（2000~2500 rpm），搅拌保持悬浮即可。样品折射率与吸收率要输对。

稳定性确认。加样后等 30~60 s 让气泡逸出、体系稳定，再开始测。连续测 3 次，间隔 30 s，D50 漂移超过 2% 说明体系没稳，回到上一步。每个样品至少 3 次，取均值并记 RSD。

清洗与记录。换样品、换介质时彻底清洗管路。记录介质、分散剂及浓度、pH、超声方式与时间、遮光度、泵速、折射率参数和 3 次结果。

3.5 两个滴定实验

分散剂浓度滴定：配 5~7 个浓度梯度（如 0、0.05%、0.1%、0.2%、0.5%、1.0%，相对固体质量），其他条件不变，各测 D50。曲线通常先降，到某个浓度后进入平台，再高可能回升，那是桥连。最佳用量取平台起点稍后的位置，留余量但不进入上升区。曲线一直降、不出平台，说明这种分散剂不合适。

超声时间滴定：每超声 1 min 测一次 D50 和 D10，连续 10 次。曲线先降后进入平台。最短有效分散时间就是相邻两点变化小于 2% 的那一刻。继续延长 2~3 倍时间，若 D50 还在降或分布左移，说明已经在破碎，该样品不能用这个功率超声。

四、干法分散

干法用压缩空气把粉体吹成气溶胶，直接送进测量区。没有液体介质，就没有溶解、溶胀、废液问题，适合水泥、金属粉、吸入粉雾剂这类见水就变的样品。

4.1 原理与部件

核心是文丘里分散器：压缩空气在喉部加速到超音速，形成强剪切和湍流把粉体撕开；颗粒随后高速撞在环形碰撞壁上，靠惯性冲击再解聚一次。

4.2 三个参数

分散压力0.5~4 bar，常用 1~2 bar。压力越高分散越彻底，但云母、石墨、部分药物晶体这类脆性、针状、片状颗粒会在高压下破碎，所以要做压力滴定。

进料速率和料斗间隙决定遮光度。进得太快，颗粒来不及分散就撞在一起。以遮光度 1%~10% 为参考。

空气湿度必须控制。湿度高时液桥力显著增大，粒径系统性偏大，所以要用干燥空气。

4.3 干法步骤

样品先干燥（必要时105℃、2 h，易挥发或热敏样品改用干燥器平衡），大块过2mm筛去异物与结块。装料，从低压开始逐级升压，0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 bar 各测一次，作D50—压力曲线。找到相邻两点变化小于 2% 的平台区，取平台起点作为工作压力。曲线一直没有平台、压力越高粒径越小，说明颗粒在破碎，此时取出现平台的最低压力，并在报告里注明结果受分散压力影响。选定压力下连测3次确认重复性，每测完一个样品用压缩空气吹扫管路和窗口。

4.4 干湿对比

干湿法结果差10% 以上时，不必纠结哪个对，先看哪个更接近使用场景。水泥实际是干态分散的，干法更贴近真实；涂料浆料实际是湿态分散的，湿法更贴近真实。测试方法应当模拟产品的真实分散状态。

五、其他手段

研磨和球磨是把颗粒变小，不是把颗粒散开，只在研究研磨后粒径时才用，且会引入磨介污染（氧化锆球带入 ZrO₂）。高剪切均质的剪切率可达 10⁵ s⁻¹，对黏稠浆料和膏体有效，缺点是发热。筛分用于去除超大颗粒或分级，本身会破碎脆弱颗粒。化学分散（H₂O₂ 去土壤有机质、稀酸去碳酸盐胶结物）会改变样品，报告里必须声明做过化学前处理。表面包覆是在粉体制备阶段完成的分散，测试时往往不用再加分散剂，但要防止包覆层被洗掉。

六、怎么判断散好了

五条判据，满足三条以上可以认为体系稳定。

重复性：连续3次D50的 RSD ≤ 2%，严格场合 ≤ 1%。这条最硬，也最容易做。

时间稳定性：加样后0、1、5、10 min 各测一次，D50 变化小于2%。持续增大说明在重新絮凝。

遮光度：不随时间漂移。漂移说明颗粒在沉降或吸附到管壁。

Zeta电位：|ζ| 高于 30 mV。加高分子后 ζ 接近 0 但体系仍稳定，属于空间位阻体系。

显微验证：取一滴悬浮液放载玻片，光学显微镜下看是散开的单颗粒还是成串的葡萄状团簇。这是最便宜直观的验证，每个新方法都值得做一次。

两种看起来像好结果的假象要留神。分布尾部干净得不正常，可能是大颗粒沉降在杯底没被循环起来，提高泵速或延长预循环。双峰里突然冒出一个小峰，先排除气泡，气泡在 1~50 μm 产生假峰，加一滴异丙醇消泡后重测即可判断。

七、样品选型

下表可直接作实验室选型参考，实际使用仍要按3.5节做滴定确认。

八、常见问题

九、标准依据

标准给的是框架，分散剂种类、浓度、超声时间这些，标准不会替你定。方法开发报告里写“按ISO13320 做了”不够，要写清用什么条件满足了它要求的稳定性。

十、检查清单

取样：是否缩分取样；样品是否干燥过筛；环境湿度是否记录。

介质与分散剂：是否确认不溶解、不溶胀、不反应；是否用去离子水；分散剂种类与浓度是否滴定确认；pH 是否远离等电点。

分散操作：是否先润湿再加液；超声功率、时间、冰浴是否记录；干法是否做了压力滴定、工作压力是否在平台区。

测量：遮光度是否在推荐区间；折射率与吸收率是否正确；是否等 30~60 s 让气泡逸出；3 次D50 的 RSD 是否 ≤ 2%；是否做过显微验证。

记录：报告里是否写明全部分散条件。

总结

分散常被当成测试前的杂活：超声两分钟，倒进仪器，读数走人。但仪器看到的就是你分散后剩下的东西。测到的D50是你的方法允许仪器看到的D50，不是材料的绝对真值。把分散条件标准化、数据化、写进 SOP，结果就能复现、能比较、能交接。