Deeltjes- en deeltjesgrootteanalyse

Deeltjes- en deeltjesgrootteanalyse wordt gebruikt om de deeltjesgrootte en deeltjesgrootteverdeling te evalueren, samen met enkele andere parameters. De toepassing van deze techniek is uitgebreid naar aërosolen, emulsies, suspensies en vaste materialen.

Deze analysetechniek is een zeer belangrijk hulpmiddel voor kwaliteitscontrole in verschillende industrieën waar de deeltjesgrootte van cruciaal belang is bij het bepalen van de uiteindelijke toepassingen en resultaten van het product. Er zijn enkele gebieden of industrieën waar analyse van de deeltjesgrootte erg belangrijk is, waaronder:

• Meting van de aerosolgrootte in de milieuwetenschappen
• Bouwmateriaal, vooral cement en gips uit Parijs
• Kaplama
• Apotheek
• Eten en drinken
• Kleurstoffen en chemicaliën
• Technisch textiel waaronder medisch textiel, filtertextiel

Deeltje en deeltje zijn driedimensionale structuren, maar niet erg dicht bij een bolvorm. Bolvormige deeltjes worden over het algemeen gedefinieerd in één dimensie, dat wil zeggen hun diameter. De deeltjes hebben geen perfect bolvorm en moeten worden omgezet in het equivalent van een bol met de diameter als gelijkwaardige grootte in verschillende vormen in plaats van de diameter. Diverse technieken voor het meten van de deeltjesgrootte geven de voorkeur aan verschillende gelijkwaardige concepten. Daarom zijn deze equivalente diameters niet precies vergelijkbaar met elkaar.

De volgende drie verschillende methoden worden over het algemeen gebruikt bij deeltjes- en deeltjesgrootteanalyses.

Analyse van de deeltjesgrootte van laserdiffractie

Laserdiffractiedeeltjesgrootteanalyse is een indirecte, optische techniek die de deeltjesgrootteverdelingen in vloeibare en vaste monsters meet ten opzichte van de equivalente sferische diameter.

De sterke punten van deze techniek zijn:

• De deeltjesgroottemeting wordt niet beïnvloed door het stromingsgedrag
• Biedt snelle metingen
• Vereist minimale monstervoorbereiding

Beperkingen:

• Voor een juiste interpretatie is vooraf inzicht in de morfologie van de deeltjes vereist
• Het is semi-kwantitatief
• De vorm van de deeltjes kan niet worden bepaald

Bij het meten van de deeltjesgrootteanalyse wordt een invallende laserstraal op in oplossing gesuspendeerde deeltjes gestuurd, die elk fotonen van de invallende straal breken. Interferenties in gebroken licht creëren een patroon dat door de optische sensor wordt gedetecteerd. Dit diffractiepatroon kan binnen een seconde worden gecreëerd en het verzamelen van ruwe gegevens is extreem snel.

Zodra het patroon is vastgelegd, wordt het geanalyseerd met behulp van optische theorieën die de gemeten intensiteit van het gebroken licht in verband brengen met de deeltjesgrootte: grotere deeltjes produceren smallere diffractieringen.

Dynamische lichtverstrooiingsanalyse

Dynamische lichtverstrooiingsanalyse is een indirecte methode met hoge doorvoer voor het meten van de grootte van deeltjes in een oplossing ten opzichte van de hydrodynamische diameter.

De sterke punten van deze techniek zijn:

• Het is een snelle en automatische methode, er worden snel resultaten geboekt.
• Accepteert lage monsterconcentraties
• Biedt een algemene deeltjesgrootteverdeling
• Werkt goed met een breed scala aan deeltjesgroottes
• Het is een niet-destructieve analysemethode

Beperkingen:

• Biedt geen informatie over de deeltjesvorm voor onregelmatige geometrieën
• Zware deeltjes kunnen soms neerslaan, waardoor onjuiste informatie ontstaat
• Grotere deeltjes wegen hoger in de ruwe dichtheidsverdeling

Deeltjes die in een vloeistof zweven, worden voortdurend onderworpen aan willekeurige Brownse bewegingen, en hun grootte heeft rechtstreeks invloed op hun snelheid: kleine deeltjes bewegen sneller dan grotere deeltjes.

Wanneer een laserlichtbron wordt toegepast op een waterig deeltjesmonster in oplossing, verstrooit het eromheen terwijl het passeert. Het verstrooide licht wordt gedetecteerd en geregistreerd onder een vooraf gedefinieerde hoek, en de tijdsafhankelijkheid van de veranderingen in de verstrooide intensiteitsprofielen houdt verband met de snelheid van de deeltjes en dus met hun gemiddelde grootte en verdeling in het systeem.

Zeta-potentiaalanalyse

Zeta-potentiaalanalyse meet de sterkte van de netto lading op deeltjes- en vaste oppervlakken. Hoe hoger de omvang van dit potentieel, hoe sterker de oppervlakte-interacties (afstoting en aantrekking) wanneer het monster in contact komt met andere geladen materialen.

De sterke punten van deze techniek zijn:

• Zeer gevoelig met een detectiedrempel van ongeveer 100 keer die van stromingspotentieelmeting voor macroscopische vaste stoffen
• Biedt snelle en eenvoudige gegevensverzameling
• Er zijn meerdere monstercellen beschikbaar om de methode aan te passen voor verschillende monstertypen

Beperkingen:

• Nauwkeurige meting van vaste monsters vereist exacte afmetingen voor de doorsnede van het monster en het capillaire kanaal
• Zeta-potentiaal bestaat alleen als een materiaal in contact komt met een vloeistof

Het zetapotentiaal in deeltjes wordt in oplossing gemeten met behulp van elektroforetische lichtverstrooiing. Elektroforetische lichtverstrooiing is een andere methodologie voor dynamische lichtverstrooiing en wordt op dezelfde manier gebruikt om de snelheden van opgeloste deeltjes te meten. Standaard elektroforetische lichtverstrooiing evalueert, in tegenstelling tot dynamische lichtverstrooiing, de deeltjeskinetiek als reactie op een oscillerend elektrisch veld.

In vaste (macroscopische) monsters meten apparaten in plaats daarvan het stromingspotentieel om het zeta-potentieel te interpoleren. Bij deze techniek wordt een vast, elektrochemisch actief materiaal samengevoegd om een ​​capillair kanaal te vormen. Vervolgens wordt onder invloed van een gecontroleerde drukgradiënt een elektrolytische ionenoplossing door het kanaal geleid. Terwijl ionen stromen, veroorzaken ze elektroforetische effecten in het afschuifvlak van het monsteroppervlak, waardoor een herschikking van de ladingsdragers in deze laag ontstaat.

Onder de talrijke test-, meet-, analyse- en evaluatiestudies die onze organisatie aan bedrijven levert, zijn er ook analysediensten voor deeltjes en deeltjesgrootte.