Search

Koloidní disperze a jak měřit jejich stabilitu

Koloidní disperze se skládá z pevných, kapalných nebo plynných částic rozptýlených v kontinuální fázi (pevné, kapalné nebo plynné). „Koloidní“ označuje částice s alespoň jedním rozměrem v rozmezí od 1 nm do 1 µm. Nejběžnějšími koloidními disperzemi jsou disperze pevná látka-kapalina (suspenze), kapalina-kapalina (emulze), plyn-kapalina (pěny) a disperze pevná látka-plyn (aerosoly).

Koloidní disperze jsou ze své podstaty termodynamicky nestabilní systémy, protože mají tendenci minimalizovat povrchovou energii. Stabilita koloidního systému je tedy nevyhnutelně spojena s pojmem času, definovaným procesem, použitím a aplikací.

Analýza velikosti částic - Přehled produktů


Microtrac nabízí produkty pro všechny technologie analýzy velikosti částic.

Stabilita koloidních disperzí

Lze rozlišit dvě kategorie stability: koloidní stabilitu a gravitační stabilitu.

1.       Koloidní stabilita se týká změny velikosti částic (např. agregace nebo aglomerace). Pokud částice nepodléhají změnám velikosti, je disperze považována za koloidně stabilní. Koloidní stabilita tedy závisí na několika typech interakcí, jako jsou:

  • Van der Walls a elektrostatické interakce (klasická teorie Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek (DLVO))
  • Stérické interakce (např. adsorpce polymeru)
  • Hydrofobní efekt
2.        Gravitační stabilita se týká schopnosti částic odolávat migraci částic (např. sedimentaci nebo krémování) a závisí hlavně na reologických vlastnostech koloidní disperze, jako je viskozita a hustota spojité fáze, velikost a hustota částice. Pro zředěné koloidní částice v newtonské tekutině lze tento migrační jev popsat Stokesovým zákonem.

Sedimentace je někdy zmateně považována za koloidní nestabilitu.

Například disperze částic v rozpouštědle může být koloidně stabilní (nedochází ke změně velikosti částic), zatímco je gravitačně nestabilní (částice se usazují v důsledku nesrovnatelné hustoty s rozpouštědlem).

Stojí za zmínku, že destabilizující koloidní disperze může vést ke gravitační nestabilitě (větší částice se začnou rychle usazovat).

Jak měřit stabilitu koloidní disperze?

Elektroforetický rozptyl světla (ELS) je běžná technika používaná k vyhodnocení potenciálu disperze zůstat stabilní. ELS umožňuje měření zeta potenciálu disperze, který poskytuje informace o elektrostatických interakcích a extrapolací o jejich tendenci k aglomeraci. Zeta-potenciál je spolehlivým indikátorem stability disperze, ale silný vliv bude mít také několik parametrů, jako jsou sterické efekty, sedimentace nebo hydrofobní efekty. V důsledku toho může spoléhání na hodnoty zeta-potenciálu vést pouze k falešným interpretacím stability, například u kovových nanočástic v komplexních médiích, vodném roztoku oxidu křemičitého a emulzích oleje ve vodě.

Technika SMLS nabízí solidní výhody pro charakterizaci destabilizujících jevů. Gravitační i koloidní stabilitu disperzí lze hodnotit s minimální manipulací se vzorkem. Ještě důležitější je, že výsledky jsou získány analýzou formulací v jejich původních stavech, čímž je zajištěna reprezentativnost výsledků.

Ve společnosti Microtrac navrhujeme řadu zařízení na bázi SMLS, Turbiscan, která poskytují kvantitativní analýzu stability až 1000krát rychleji než konvenční testy. Pokud byste chtěli nějaké další informace, neváhejte nás kontaktovat .

Kontaktujte nás pro bezplatnou konzultaci

Charakterizace částic - Kontaktujte nás!

Volba, zda použít jednoduché řešení jako je sítování nebo investovat do laserové difrakce či dynamické analýzy obrazu, bude nakonec záviset na objemu testování, dostupném rozpočtu financí, personálním zajištění a na všech konkrétních mezinárodních standardech nebo požadavcích zákazníka.

Proč nekontaktovat Microtrac o bezplatnou konzultaci a zjistit, které řešení přinese požadovaný výsledek a návratnost investic?