Mithilfe der Partikel- und Partikelgrößenanalyse werden neben einigen anderen Parametern auch Partikelgröße und Partikelgrößenverteilung bewertet. Die Anwendung dieser Technik wurde auf Aerosole, Emulsionen, Suspensionen und Feststoffe ausgeweitet.
Diese Analysetechnik ist ein sehr wichtiges Qualitätskontrollinstrument in verschiedenen Branchen, in denen die Partikelgröße entscheidend für die endgültige Anwendung und die Ergebnisse des Produkts ist. Es gibt einige Bereiche oder Branchen, in denen die Partikelgrößenanalyse sehr wichtig ist, darunter:
Partikel und Teilchen sind dreidimensionale Strukturen, kommen aber der Kugelform nicht sehr nahe. Kugelförmige Partikel werden im Allgemeinen in einer Dimension definiert, d. h. ihrem Durchmesser. Die Partikel haben keine perfekte Kugelform und müssen in das Äquivalent einer Kugel mit dem Durchmesser als äquivalente Größe in verschiedenen Formen anstelle des Durchmessers umgewandelt werden. Verschiedene Partikelgrößenmesstechniken bevorzugen unterschiedliche äquivalente Konzepte. Daher sind diese äquivalenten Durchmesser einander nicht genau ähnlich.
Bei der Partikel- und Partikelgrößenanalyse kommen im Allgemeinen die folgenden drei unterschiedlichen Methoden zum Einsatz.
Die Partikelgrößenanalyse mittels Laserbeugung ist eine indirekte, optische Technik, die Partikelgrößenverteilungen in flüssigen und festen Proben im Verhältnis zum äquivalenten Kugeldurchmesser misst.
Die Stärken dieser Technik sind:
Einschränkungen:
Bei der Messung der Partikelgrößenanalyse wird ein einfallender Laserstrahl auf in Lösung suspendierte Partikel gerichtet, die jeweils Photonen aus dem einfallenden Strahl brechen. Durch Interferenzen im gebrochenen Licht entsteht ein Muster, das vom optischen Sensor erfasst wird. Dieses Beugungsmuster kann innerhalb einer Sekunde erstellt werden und die Rohdatenerfassung erfolgt extrem schnell.
Sobald das Muster aufgezeichnet ist, wird es mithilfe optischer Theorien analysiert, die die gemessene Intensität des gebrochenen Lichts mit der Partikelgröße in Beziehung setzen: Größere Partikel erzeugen schmalere Beugungsringe.
Die dynamische Lichtstreuungsanalyse ist eine indirekte Hochdurchsatzmethode zur Messung der Partikelgröße in einer Lösung im Verhältnis zum hydrodynamischen Durchmesser.
Die Stärken dieser Technik sind:
Einschränkungen:
In einer Flüssigkeit suspendierte Partikel unterliegen ständig einer zufälligen Brownschen Bewegung, und ihre Größe wirkt sich direkt auf ihre Geschwindigkeit aus: Kleine Partikel bewegen sich schneller als größere Partikel.
Wenn eine Laserlichtquelle auf eine wässrige Partikelprobe in Lösung angewendet wird, streut sie beim Vorbeigehen um diese herum. Das gestreute Licht wird in einem vordefinierten Winkel erfasst und aufgezeichnet, und die Zeitabhängigkeit der Änderungen in den gestreuten Intensitätsprofilen hängt mit der Geschwindigkeit der Partikel und damit mit ihrer durchschnittlichen Größe und Verteilung im System zusammen.
Die Zetapotentialanalyse misst die Stärke der Nettoladung auf Partikel- und Festkörperoberflächen. Je größer dieses Potenzial ist, desto stärker sind die Oberflächenwechselwirkungen (Abstoßung und Anziehung), wenn die Probe mit anderen geladenen Materialien in Kontakt kommt.
Die Stärken dieser Technik sind:
Einschränkungen:
Das Zetapotential in Partikeln wird in Lösung mittels elektrophoretischer Lichtstreuung gemessen. Die elektrophoretische Lichtstreuung ist eine andere Methode der dynamischen Lichtstreuung und wird auf die gleiche Weise zur Messung der Geschwindigkeiten gelöster Partikel verwendet. Die standardmäßige elektrophoretische Lichtstreuung bewertet im Gegensatz zur dynamischen Lichtstreuung die Partikelkinetik als Reaktion auf ein oszillierendes elektrisches Feld.
In festen (makroskopischen) Proben messen Geräte stattdessen das Strömungspotential, um das Zetapotential zu interpolieren. Bei dieser Technik wird ein festes, elektrochemisch aktives Material zu einem Kapillarkanal zusammengesetzt. Anschließend wird eine elektrolytische Ionenlösung unter dem Einfluss eines kontrollierten Druckgradienten durch den Kanal geleitet. Beim Fließen der Ionen kommt es zu elektrophoretischen Effekten in der Scherebene der Probenoberfläche, die zu einer Neuordnung der Ladungsträger in dieser Schicht führen.
Zu den zahlreichen Test-, Mess-, Analyse- und Bewertungsstudien, die unsere Organisation Unternehmen anbietet, gehören auch Partikel- und Partikelgrößenanalysedienste.
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