Analýza veľkosti častíc a častíc

Analýza veľkosti častíc a častíc sa používa na vyhodnotenie veľkosti častíc a distribúcie veľkosti častíc spolu s niektorými ďalšími parametrami. Aplikácia tejto techniky bola rozšírená o aerosóly, emulzie, suspenzie a tuhé materiály.

Táto analytická technika je veľmi dôležitým nástrojom kontroly kvality v rôznych priemyselných odvetviach, kde je veľkosť častíc kritická pri rozhodovaní o konečných aplikáciách a výsledkoch produktu. V niektorých oblastiach alebo odvetviach je analýza veľkosti častíc veľmi dôležitá a medzi ne patria:

• Meranie veľkosti aerosólu v environmentálnych vedách
• Stavebný materiál, najmä cement a omietka z Paríža
• krytina
• Lekáreň
• Jedlo a nápoje
• Farbivá a chemikálie
• Technické textílie vrátane zdravotníckych textílií, filtračných textílií

Častica a častica sú trojrozmerné štruktúry, ale nie veľmi blízke guľovitému tvaru. Sférické častice sú všeobecne definované v jednom rozmere, to znamená v ich priemere. Častice nemajú dokonale guľový tvar a musia sa previesť na ekvivalent gule s priemerom ako ekvivalentnou veľkosťou v rôznych tvaroch namiesto priemeru. Rôzne techniky merania veľkosti častíc uprednostňujú rôzne ekvivalentné koncepty. Preto tieto ekvivalentné priemery nie sú navzájom presne podobné.

Nasledujúce tri rôzne metódy sa vo všeobecnosti používajú pri analýzach veľkosti častíc a častíc.

Laserová difrakčná analýza veľkosti častíc

Laserová difrakčná analýza veľkosti častíc je nepriama optická technika, ktorá meria distribúciu veľkosti častíc v kvapalných a pevných vzorkách vzhľadom na ekvivalentný sférický priemer.

Silné stránky tejto techniky sú:

• Meranie veľkosti častíc nie je ovplyvnené prietokovým správaním
• Poskytuje rýchle meranie
• Vyžaduje minimálnu prípravu vzorky

Obmedzenia:

• Správna interpretácia vyžaduje predchádzajúce pochopenie morfológie častíc
• Je semikvantitatívna
• Tvar častíc sa nedá určiť

Pri meraní analýzy veľkosti častíc sa dopadajúci laserový lúč vysiela na častice suspendované v roztoku, pričom každá z nich láme fotóny od dopadajúceho lúča. Interferencie v lámanom svetle vytvárajú vzor, ​​ktorý je detekovaný optickým senzorom. Tento difrakčný obrazec je možné vytvoriť za sekundu a zber nespracovaných údajov je extrémne rýchly.

Po zaznamenaní vzoru sa analyzuje pomocou optických teórií, ktoré spájajú nameranú intenzitu lámaného svetla s veľkosťou častíc: väčšie častice vytvárajú užšie difrakčné prstence.

Dynamická analýza rozptylu svetla

Dynamická analýza rozptylu svetla je nepriama a vysoko výkonná metóda na meranie veľkosti častíc v roztoku vzhľadom na hydrodynamický priemer.

Silné stránky tejto techniky sú:

• Je to rýchla a automatická metóda, výsledky sa dosahujú rýchlo.
• Akceptuje nízke koncentrácie vzoriek
• Poskytuje celkovú distribúciu veľkosti častíc
• Funguje dobre so širokou škálou veľkostí častíc
• Ide o nedeštruktívnu metódu analýzy

Obmedzenia:

• Neposkytuje informácie o tvare častíc pre nepravidelné geometrie
• Ťažké častice sa niekedy môžu vyzrážať a spôsobiť chybné informácie
• Väčšie častice majú vyššiu hmotnosť v distribúcii surovej hustoty

Častice suspendované v kvapaline sú neustále vystavené náhodnému Brownovmu pohybu a ich veľkosť priamo ovplyvňuje ich rýchlosť: malé častice sa pohybujú rýchlejšie ako väčšie častice.

Keď sa zdroj laserového svetla aplikuje na vodnú vzorku častíc v roztoku, pri prechode sa okolo nich rozptýli. Rozptýlené svetlo sa deteguje a zaznamenáva v určitom preddefinovanom uhle a časová závislosť zmien v profiloch rozptýlenej intenzity súvisí s rýchlosťou častíc, a teda s ich priemernou veľkosťou a distribúciou v systéme.

Analýza potenciálu Zeta

Zeta potenciálová analýza meria silu čistého náboja na časticiach a pevných povrchoch. Čím väčšia je veľkosť tohto potenciálu, tým silnejšie sú povrchové interakcie (odpudzovanie a príťažlivosť), keď sa vzorka dostane do kontaktu s inými nabitými materiálmi.

Silné stránky tejto techniky sú:

• Vysoko citlivý s prahom detekcie približne 100-krát väčším ako pri meraní potenciálu toku makroskopických pevných látok
• Poskytuje rýchly a jednoduchý zber dát
• K dispozícii sú viaceré bunky vzoriek na prispôsobenie metódy pre rôzne typy vzoriek

Obmedzenia:

• Presné meranie pevných vzoriek vyžaduje presné rozmery vzorky a prierezu kapilárneho kanálika
• Zeta potenciál existuje iba vtedy, keď sa materiál dostane do kontaktu s kvapalinou

Zeta potenciál v časticiach sa meria v roztoku pomocou elektroforetického rozptylu svetla. Elektroforetický rozptyl svetla je iná metodika dynamického rozptylu svetla a používa sa na meranie rýchlostí rozpustených častíc rovnakým spôsobom. Štandardný elektroforetický rozptyl svetla, na rozdiel od dynamického rozptylu svetla, vyhodnocuje kinetiku častíc v reakcii na oscilujúce elektrické pole.

V pevných (makroskopických) vzorkách zariadenia namiesto toho merajú prietokový potenciál na interpoláciu zeta potenciálu. Pri tejto technike je pevný, elektrochemicky aktívny materiál zostavený tak, aby vytvoril kapilárny kanál. Potom cez kanál prechádza elektrolytický iónový roztok pod vplyvom kontrolovaného tlakového gradientu. Ako ióny prúdia, spôsobujú elektroforetické účinky v šmykovej rovine povrchu vzorky, čo spôsobuje preskupenie nosičov náboja v tejto vrstve.

Medzi početnými testovacími, meracími, analytickými a hodnotiacimi štúdiami, ktoré podnikom poskytuje naša organizácia, patria aj služby analýzy častíc a veľkosti častíc.