Partikel- og partikelstørrelsesanalyse

Partikel- og partikelstørrelsesanalyse bruges til at evaluere partikelstørrelse og partikelstørrelsesfordeling sammen med nogle andre parametre. Anvendelsen af ​​denne teknik er blevet udvidet til at omfatte aerosoler, emulsioner, suspensioner og faste materialer.

Denne analyseteknik er et meget vigtigt kvalitetskontrolværktøj i forskellige industrier, hvor partikelstørrelsen er afgørende for endelige anvendelser og resultater af produktet. Der er nogle områder eller industrier, hvor partikelstørrelsesanalyse er meget vigtig, og disse omfatter:

• Måling af aerosolstørrelse i miljøvidenskab
• Byggemateriale, især cement og gips i Paris
• Kaplama
• Apotek
• Mad og drikkevarer
• Farvestoffer og kemikalier
• Tekniske tekstiler, herunder medicinske tekstiler, filtertekstiler

Partikel og partikel er tredimensionelle strukturer, men ikke meget tæt på sfærisk form. Sfærisk-formede partikler er generelt defineret i én dimension, det vil sige deres diameter. Partiklerne har ikke en perfekt sfærisk form og skal omdannes til ækvivalenten af ​​en sfære med diameteren som en ækvivalent størrelse i forskellige former i stedet for diameteren. Forskellige partikelstørrelsesmålingsteknikker foretrækker forskellige ækvivalente koncepter. Derfor ligner disse ækvivalente diametre ikke nøjagtigt hinanden.

Følgende tre forskellige metoder anvendes generelt i partikel- og partikelstørrelsesanalyser.

Analyse af laserdiffraktionspartikelstørrelse

Laserdiffraktionspartikelstørrelsesanalyse er en indirekte, optisk teknik, der måler partikelstørrelsesfordelinger i flydende og faste prøver i forhold til ækvivalent sfærisk diameter.

Styrken ved denne teknik er:

• Måling af partikelstørrelse påvirkes ikke af strømningsadfærd
• Giver hurtig måling
• Kræver minimal prøveforberedelse

Begrænsninger:

• Korrekt fortolkning kræver forudgående forståelse af partiklernes morfologi
• Det er semikvantitativt
• Partikelformen kan ikke bestemmes

Ved måling af partikelstørrelsesanalyse sendes en indfaldende laserstråle på partikler suspenderet i opløsning, som hver især bryder fotoner fra den indfaldende stråle. Interferenser i brudt lys skaber et mønster, der registreres af den optiske sensor. Dette diffraktionsmønster kan skabes på et sekund, og indsamling af rådata er ekstremt hurtig.

Når mønsteret er registreret, analyseres det ved hjælp af optiske teorier, der relaterer den målte intensitet af det brudte lys til partikelstørrelsen: større partikler producerer smallere diffraktionsringe.

Dynamisk lysspredningsanalyse

Dynamisk lysspredningsanalyse er en indirekte og high-throughput metode til at måle størrelsen af ​​partikler i en opløsning i forhold til den hydrodynamiske diameter.

Styrken ved denne teknik er:

• Det er en hurtig og automatisk metode, resultater opnås hurtigt.
• Accepterer lave prøvekoncentrationer
• Giver overordnet partikelstørrelsesfordeling
• Fungerer godt med en lang række partikelstørrelser
• Det er en ikke-destruktiv analysemetode

Begrænsninger:

• Giver ikke oplysninger om partikelform for uregelmæssige geometrier
• Tunge partikler kan nogle gange udfældes, hvilket forårsager fejlagtig information
• Større partikler vægtes højere i den rå densitetsfordeling

Partikler suspenderet i en væske udsættes konstant for tilfældig brownsk bevægelse, og deres størrelse påvirker direkte deres hastighed: små partikler bevæger sig hurtigere end større partikler.

Når en laserlyskilde påføres en vandig partikelprøve i opløsning, spredes den omkring dem, når den passerer. Det spredte lys detekteres og registreres i en foruddefineret vinkel, og tidsafhængigheden af ​​ændringerne i de spredte intensitetsprofiler er relateret til partiklernes hastighed og dermed til deres gennemsnitlige størrelse og fordeling i systemet.

Zeta-potentialeanalyse

Zeta potentialanalyse måler styrken af ​​nettoladningen på partikel- og faste overflader. Jo højere størrelsen af ​​dette potentiale er, jo stærkere er overfladeinteraktionerne (frastødning og tiltrækning), når prøven kommer i kontakt med andre ladede materialer.

Styrken ved denne teknik er:

• Meget følsom med en detektionstærskel på ca. 100 gange tærskelværdien for flowpotentialemåling for makroskopiske faste stoffer
• Giver hurtig og enkel dataindsamling
• Flere prøveceller er tilgængelige for at tilpasse metoden til forskellige prøvetyper

Begrænsninger:

• Nøjagtig måling af faste prøver kræver nøjagtige dimensioner for prøve- og kapillarkanaltværsnit
• Zeta-potentiale eksisterer kun, når et materiale kommer i kontakt med en væske

Zeta-potentiale i partikler måles i opløsning ved hjælp af elektroforetisk lysspredning. Elektroforetisk lysspredning er en anden metode til dynamisk lysspredning og bruges til at måle hastighederne af opløste partikler på samme måde. Standard elektroforetisk lysspredning evaluerer i modsætning til dynamisk lysspredning partikelkinetik som reaktion på et oscillerende elektrisk felt.

I faste (makroskopiske) prøver måler enheder i stedet flowpotentialet for at interpolere zeta-potentialet. I denne teknik samles et fast, elektrokemisk aktivt materiale for at danne en kapillarkanal. En elektrolytisk ionopløsning ledes derefter gennem kanalen under påvirkning af en kontrolleret trykgradient. Når ioner strømmer, forårsager de elektroforetiske virkninger i prøveoverfladens forskydningsplan, hvilket forårsager en omlejring af ladningsbærerne i dette lag.

Blandt de talrige test-, måling-, analyse- og evalueringsundersøgelser leveret til virksomheder af vores organisation, er der også partikel- og partikelstørrelsesanalysetjenester.