Analýza velikosti částic a částic

Analýza velikosti částic a velikosti částic se používá k vyhodnocení velikosti částic a distribuce velikosti částic spolu s některými dalšími parametry. Aplikace této techniky byla rozšířena na aerosoly, emulze, suspenze a pevné materiály.

Tato analytická technika je velmi důležitým nástrojem kontroly kvality v různých průmyslových odvětvích, kde je velikost částic kritická při rozhodování o konečných aplikacích a výsledcích produktu. V některých oblastech nebo průmyslových odvětvích je analýza velikosti částic velmi důležitá a mezi ně patří:

• Měření velikosti aerosolu v environmentální vědě
• Stavební materiál, zejména cement a sádra z Paříže
• krytina
• Lékárna
• Jídlo a pití
• Barviva a chemikálie
• Technické textilie včetně lékařských textilií, filtračních textilií

Částice a částice jsou trojrozměrné struktury, ale nemají příliš blízko ke sférickému tvaru. Částice kulovitého tvaru jsou obecně definovány v jednom rozměru, to znamená jejich průměru. Částice nemají dokonale kulový tvar a musí být převedeny na ekvivalent koule s průměrem jako ekvivalentní velikostí v různých tvarech místo průměru. Různé techniky měření velikosti částic preferují různé ekvivalentní koncepty. Proto si tyto ekvivalentní průměry nejsou přesně podobné.

V analýzách částic a velikosti částic se obecně používají následující tři různé metody.

Laserová difrakční analýza velikosti částic

Laserová difrakční analýza velikosti částic je nepřímá optická technika, která měří distribuci velikosti částic v kapalných a pevných vzorcích vzhledem k ekvivalentnímu sférickému průměru.

Silné stránky této techniky jsou:

• Měření velikosti částic není ovlivněno chováním proudění
• Poskytuje rychlé měření
• Vyžaduje minimální přípravu vzorku

Omezení:

• Správná interpretace vyžaduje předchozí pochopení morfologie částic
• Je semikvantitativní
• Tvar částic nelze určit

Při měření analýzy velikosti částic je dopadající laserový paprsek vysílán na částice suspendované v roztoku, z nichž každá láme fotony od dopadajícího paprsku. Rušení lomeného světla vytváří obrazec, který je detekován optickým senzorem. Tento difrakční obrazec lze vytvořit během sekundy a sběr nezpracovaných dat je extrémně rychlý.

Jakmile je obrazec zaznamenán, je analyzován pomocí optických teorií, které uvádějí do vztahu naměřenou intenzitu lomeného světla k velikosti částic: větší částice vytvářejí užší difrakční prstence.

Dynamická analýza rozptylu světla

Dynamická analýza rozptylu světla je nepřímá a vysoce výkonná metoda pro měření velikosti částic v roztoku vzhledem k hydrodynamickému průměru.

Silné stránky této techniky jsou:

• Je to rychlá a automatická metoda, výsledky se dostaví rychle.
• Přijímá nízké koncentrace vzorku
• Poskytuje celkovou distribuci velikosti částic
• Funguje dobře se širokou škálou velikostí částic
• Je to metoda nedestruktivní analýzy

Omezení:

• Neposkytuje informace o tvaru částic pro nepravidelné geometrie
• Těžké částice se mohou někdy vysrážet a způsobit chybné informace
• Větší částice mají vyšší hmotnost v surové distribuci hustoty

Částice suspendované v kapalině jsou neustále vystaveny náhodnému Brownovu pohybu a jejich velikost přímo ovlivňuje jejich rychlost: malé částice se pohybují rychleji než částice větší.

Když je zdroj laserového světla aplikován na vodný vzorek částic v roztoku, rozptyluje se kolem nich, když prochází. Rozptýlené světlo je detekováno a zaznamenáváno pod určitým předem definovaným úhlem a časová závislost změn v profilech rozptýlené intenzity souvisí s rychlostí částic a tedy s jejich průměrnou velikostí a distribucí v systému.

Analýza potenciálu Zeta

Zeta potenciálová analýza měří sílu čistého náboje na povrchu částic a pevných látek. Čím vyšší je velikost tohoto potenciálu, tím silnější jsou povrchové interakce (odpuzování a přitahování), když se vzorek dostane do kontaktu s jinými nabitými materiály.

Silné stránky této techniky jsou:

• Vysoce citlivý s detekčním prahem přibližně 100krát vyšším než u měření potenciálu toku pro makroskopické pevné látky
• Poskytuje rychlý a jednoduchý sběr dat
• Pro přizpůsobení metody pro různé typy vzorků je k dispozici více buněk vzorků

Omezení:

• Přesné měření pevných vzorků vyžaduje přesné rozměry vzorku a průřezu kapilárního kanálu
• Zeta potenciál existuje pouze tehdy, když se materiál dostane do kontaktu s kapalinou

Zeta potenciál v částicích se měří v roztoku pomocí elektroforetického rozptylu světla. Elektroforetický rozptyl světla je odlišná metodika dynamického rozptylu světla a používá se k měření rychlostí rozpuštěných částic stejným způsobem. Standardní elektroforetický rozptyl světla, na rozdíl od dynamického rozptylu světla, vyhodnocuje kinetiku částic v reakci na oscilující elektrické pole.

V pevných (makroskopických) vzorcích měří zařízení místo toho potenciál toku pro interpolaci zeta potenciálu. Při této technice je pevný, elektrochemicky aktivní materiál sestaven tak, aby vytvořil kapilární kanál. Elektrolytický roztok iontů pak prochází kanálem pod vlivem řízeného tlakového gradientu. Jak ionty proudí, způsobují elektroforetické účinky ve smykové rovině povrchu vzorku, což způsobuje přeskupení nosičů náboje v této vrstvě.

Mezi četnými testovacími, měřicími, analytickými a vyhodnocovacími studiemi poskytovanými podnikům naší organizací jsou také služby analýzy částic a velikosti částic.