Analiza cząstek i wielkości cząstek

Analiza cząstek i wielkości cząstek

Analiza cząstek i wielkości cząstek służy do oceny wielkości cząstek i rozkładu wielkości cząstek wraz z niektórymi innymi parametrami. Zastosowanie tej techniki zostało rozszerzone o aerozole, emulsje, zawiesiny i materiały stałe.

Analiza cząstek i wielkości cząstek

Ta technika analizy jest bardzo ważnym narzędziem kontroli jakości w różnych gałęziach przemysłu, gdzie wielkość cząstek ma kluczowe znaczenie przy podejmowaniu decyzji o ostatecznym zastosowaniu i wynikach produktu. Istnieje kilka dziedzin lub branż, w których analiza wielkości cząstek jest bardzo ważna i obejmują one:

  • Pomiar wielkości aerozoli w naukach o środowisku
  • Materiał budowlany, zwłaszcza cement i gips paryski
  • Kaplama
  • Apteka
  • Jedzenie i napoje
  • Barwniki i chemikalia
  • Tkaniny techniczne, w tym tekstylia medyczne, tekstylia filtracyjne

Cząstka i cząstka są strukturami trójwymiarowymi, ale niezbyt zbliżonymi do kształtu kulistego. Cząstki o kształcie kulistym są ogólnie definiowane w jednym wymiarze, to znaczy ich średnicy. Cząstki nie mają idealnie kulistego kształtu i należy je przekształcić w odpowiednik kuli o średnicy jako równoważnej wielkości w różnych kształtach zamiast średnicy. Różne techniki pomiaru wielkości cząstek preferują różne równoważne koncepcje. Dlatego te równoważne średnice nie są dokładnie do siebie podobne.

W analizach cząstek i wielkości cząstek powszechnie stosuje się następujące trzy różne metody.

Analiza wielkości cząstek metodą dyfrakcji laserowej

Analiza wielkości cząstek metodą dyfrakcji laserowej jest pośrednią techniką optyczną, która mierzy rozkład wielkości cząstek w próbkach cieczy i ciał stałych w stosunku do równoważnej średnicy kuli.

Mocne strony tej techniki to:

  • Zachowanie przepływu nie ma wpływu na pomiar wielkości cząstek
  • Zapewnia szybki pomiar
  • Wymaga minimalnego przygotowania próbki

Sinırlamalar:

  • Prawidłowa interpretacja wymaga wcześniejszego zrozumienia morfologii cząstek
  • Jest półilościowy
  • Nie można określić kształtu cząstek

Podczas pomiaru metodą analizy wielkości cząstek padająca wiązka lasera jest wysyłana na cząstki zawieszone w roztworze, z których każda załamuje fotony z padającej wiązki. Zakłócenia w załamanym świetle tworzą wzór wykrywany przez czujnik optyczny. Ten wzór dyfrakcyjny można utworzyć w ciągu sekundy, a gromadzenie surowych danych jest niezwykle szybkie.

Po zarejestrowaniu wzoru analizuje się go przy użyciu teorii optycznych, które wiążą zmierzoną intensywność załamanego światła z rozmiarem cząstek: większe cząstki tworzą węższe pierścienie dyfrakcyjne.

Analiza dynamicznego rozpraszania światła

Dynamiczna analiza rozpraszania światła jest pośrednią i wysokowydajną metodą pomiaru wielkości cząstek w roztworze w stosunku do średnicy hydrodynamicznej.

Mocne strony tej techniki to:

  • Jest to metoda szybka i automatyczna, rezultaty uzyskuje się szybko.
  • Akceptuje niskie stężenia próbek
  • Zapewnia ogólny rozkład wielkości cząstek
  • Działa dobrze z szeroką gamą rozmiarów cząstek
  • Jest to nieniszcząca metoda analizy

Sinırlamalar:

  • Nie dostarcza informacji o kształcie cząstek w przypadku nieregularnych geometrii
  • Czasami mogą się wytrącić ciężkie cząstki, powodując błędne informacje
  • Większe cząstki są ważone wyżej w rozkładzie gęstości surowej

Cząsteczki zawieszone w cieczy podlegają ciągłym przypadkowym ruchom Browna, a ich wielkość bezpośrednio wpływa na ich prędkość: małe cząstki poruszają się szybciej niż większe cząstki.

Gdy źródło światła laserowego zostanie przyłożone do próbki cząstek wodnych w roztworze, rozprasza się wokół nich w trakcie przechodzenia. Rozproszone światło jest wykrywane i rejestrowane pod pewnym określonym kątem, a zależność czasowa zmian w profilach natężenia rozproszonego jest powiązana z prędkością cząstek, a co za tym idzie, z ich średnim rozmiarem i rozkładem w systemie.

Analiza potencjału Zeta

Analiza potencjału Zeta mierzy siłę ładunku wypadkowego na powierzchniach cząstek i ciał stałych. Im większa wielkość tego potencjału, tym silniejsze oddziaływania powierzchniowe (odpychanie i przyciąganie), gdy próbka wchodzi w kontakt z innymi naładowanymi materiałami.

Mocne strony tej techniki to:

  • Wysoka czułość z progiem detekcji około 100 razy większym od pomiaru potencjału przepływu dla makroskopowych ciał stałych
  • Zapewnia szybkie i proste gromadzenie danych
  • Dostępnych jest wiele komórek próbek, co umożliwia dostosowanie metody do różnych typów próbek

Sinırlamalar:

  • Dokładny pomiar próbek stałych wymaga dokładnych wymiarów przekroju poprzecznego próbki i kanału kapilarnego
  • Potencjał Zeta istnieje tylko wtedy, gdy materiał wchodzi w kontakt z cieczą

Potencjał Zeta w cząstkach mierzy się w roztworze za pomocą elektroforetycznego rozpraszania światła. Elektroforetyczne rozpraszanie światła to inna metodologia dynamicznego rozpraszania światła i w ten sam sposób służy do pomiaru prędkości rozpuszczonych cząstek. Standardowe elektroforetyczne rozpraszanie światła, w przeciwieństwie do dynamicznego rozpraszania światła, ocenia kinetykę cząstek w odpowiedzi na oscylujące pole elektryczne.

W przypadku próbek stałych (makroskopowych) zamiast tego urządzenia mierzą potencjał przepływu w celu interpolacji potencjału zeta. W tej technice stały, elektrochemicznie aktywny materiał jest łączony w celu utworzenia kanału kapilarnego. Następnie przez kanał przepuszcza się roztwór jonów elektrolitycznych pod wpływem kontrolowanego gradientu ciśnienia. Przepływ jonów powoduje efekty elektroforetyczne w płaszczyźnie ścinania powierzchni próbki, powodując przegrupowanie nośników ładunku w tej warstwie.

Wśród licznych badań, pomiarów, analiz i ocen świadczonych przedsiębiorstwom przez naszą organizację, znajdują się również usługi analizy cząstek i wielkości cząstek.

WhatsApp