Анализ на частиците и размера на частиците

Анализът на частиците и размера на частиците се използва за оценка на размера на частиците и разпределението на размера на частиците заедно с някои други параметри. Приложението на тази техника е разширено, за да включва аерозоли, емулсии, суспензии и твърди материали.

Тази техника за анализ е много важен инструмент за контрол на качеството в различни индустрии, където размерът на частиците е от решаващо значение при определяне на крайните приложения и резултати от продукта. Има някои области или отрасли, където анализът на размера на частиците е много важен и те включват:

• Измерване на размера на аерозола в науката за околната среда
• Строителен материал, особено цимент и гипс от Париж
• Kaplama
• Аптека
• Храна и напитки
• Бои и химикали
• Технически текстил, включително медицински текстил, филтърен текстил

Частицата и частицата са триизмерни структури, но не са много близки до сферична форма. Частиците със сферична форма обикновено се определят в едно измерение, тоест техният диаметър. Частиците нямат идеална сферична форма и трябва да бъдат превърнати в еквивалент на сфера с диаметър като еквивалентен размер в различни форми вместо диаметър. Различните техники за измерване на размера на частиците предпочитат различни еквивалентни концепции. Следователно тези еквивалентни диаметри не са точно подобни един на друг.

Следните три различни метода обикновено се използват при анализи на частици и размер на частиците.

Анализ на размера на частиците чрез лазерна дифракция

Анализът на размера на частиците с лазерна дифракция е индиректна оптична техника, която измерва разпределението на размера на частиците в течни и твърди проби спрямо еквивалентен сферичен диаметър.

Силните страни на тази техника са:

• Измерването на размера на частиците не се влияе от поведението на потока
• Осигурява бързо измерване
• Изисква минимална подготовка на пробите

Ограничения:

• Правилното тълкуване изисква предварително разбиране на морфологията на частиците
• Той е полуколичествен
• Формата на частиците не може да бъде определена

При измерване на размера на частиците, падащ лазерен лъч се изпраща върху частици, суспендирани в разтвор, всяка от които пречупва фотони от падащия лъч. Смущенията в пречупената светлина създават модел, който се открива от оптичния сензор. Този дифракционен модел може да бъде създаден за секунда и събирането на необработени данни е изключително бързо.

След като моделът бъде записан, той се анализира с помощта на оптични теории, които свързват измерения интензитет на пречупената светлина с размера на частиците: по-големите частици произвеждат по-тесни дифракционни пръстени.

Анализ на динамичното разсейване на светлината

Анализът на динамичното разсейване на светлината е индиректен и високопроизводителен метод за измерване на размерите на частиците в разтвор спрямо хидродинамичния диаметър.

Силните страни на тази техника са:

• Това е бърз и автоматичен метод, резултатите се получават бързо.
• Приема ниски концентрации на проби
• Осигурява общо разпределение на размера на частиците
• Работи добре с широк диапазон от размери на частиците
• Това е метод за безразрушителен анализ

Ограничения:

• Не предоставя информация за формата на частиците за неправилни геометрии
• Тежките частици понякога могат да се утаят, причинявайки погрешна информация
• По-големите частици имат по-високо тегло в разпределението на необработената плътност

Частиците, суспендирани в течност, са постоянно подложени на произволно брауново движение и техният размер пряко влияе върху скоростта им: малките частици се движат по-бързо от по-големите частици.

Когато източник на лазерна светлина се приложи към проба от водни частици в разтвор, той се разпръсква около тях, докато преминава. Разсеяната светлина се открива и записва под някакъв предварително зададен ъгъл, а зависимостта от времето на промените в профилите на разсеяната интензивност е свързана със скоростта на частиците и следователно със средния им размер и разпределение в системата.

Анализ на зета потенциала

Zeta потенциалният анализ измерва силата на нетния заряд върху частици и твърди повърхности. Колкото по-висока е величината на този потенциал, толкова по-силни са повърхностните взаимодействия (отблъскване и привличане), когато пробата влезе в контакт с други заредени материали.

Силните страни на тази техника са:

• Силно чувствителен с праг на откриване приблизително 100 пъти по-голям от измерването на потенциала на потока за макроскопични твърди вещества
• Осигурява бързо и лесно събиране на данни
• Налични са множество клетки за проби за персонализиране на метода за различни типове проби

Ограничения:

• Точното измерване на твърди проби изисква точни размери на пробата и напречното сечение на капилярния канал
• Дзета потенциалът съществува само когато даден материал влезе в контакт с течност

Дзета потенциалът в частиците се измерва в разтвор с помощта на електрофоретично разсейване на светлината. Електрофоретичното разсейване на светлината е различна методология от динамичното разсейване на светлината и се използва за измерване на скоростите на разтворените частици по същия начин. Стандартното електрофоретично разсейване на светлината, за разлика от динамичното разсейване на светлината, оценява кинетиката на частиците в отговор на осцилиращо електрическо поле.

В твърди (макроскопични) проби устройствата вместо това измерват потенциала на потока, за да интерполират зета потенциала. При тази техника твърд, електрохимично активен материал се сглобява, за да образува капилярен канал. След това през канала се пропуска електролитен йонен разтвор под въздействието на контролиран градиент на налягането. Докато йоните протичат, те причиняват електрофоретични ефекти в равнината на срязване на повърхността на пробата, причинявайки пренареждане на носителите на заряд в този слой.

Сред многобройните проучвания за тестване, измерване, анализ и оценка, предоставени на бизнеса от нашата организация, има и услуги за анализ на частици и размер на частиците.