TURBISCAN-Prinzip: Stabilität von Dispersionen in Originalkonzentration

Messgeräte

Dispersionsstabilität

Flüssige Dispersionen bestehen aus mindestens einer flüssigen Phase, die andere Phase kann verschiedene Aggregatzustände aufweisen: Emulsion (flüssig/flüssig), Suspension (fest/flüssig) und Schaum (gasförmig/flüssig).

Kommerzielle flüssige Dispersionen sind meist komplexe Produkte, die man im originalen Zustand, d.h. unter den natürlichen Aufbewahrungsbedingungen, untersuchen und verstehen muss. Sie setzen sich aus Partikeln oder Tröpfchen, Additiven (Polymere u. a.) und Tensiden zusammen und sind in der Regel undurchsichtig bzw. getrübt und mehr oder weniger viskos. Die Abschätzung der Stabilität der dispersen Systeme unter originalen Bedingungen spielt eine wesentliche Rolle für die Bewertung der Gebrauchseigenschaften. Sowohl die Verdünnung der Dispersion als auch die Einwirkung zusätzlicher Kräfte, führt potenziell zu einer Veränderung komplexer Dispersionen.

Messmethode

Zur Charakterisierung flüssiger Dispersionen misst der TURBISCAN (Abb. mit AGS-Option) ortsaufgelöst sowohl lichtdurchlässige (transparente) als auch lichtundurchlässige (opake) Medien. Die Detektion von zeitlichen Veränderungen erfolgt durch Messungen der Lichttransmission und Lichtrückstreuung. Tritt eine Phasenseparation oder Veränderung der Phasengleichgewichte auf, verändert sich die Konzentration der dispergierten Phase örtlich und damit die Transmission oder/und Rückstreuung in Abhängigkeit von der Höhe im Lagerungsgefäß. Das Messprinzip beruht auf der Ermittlung der Intensität der Transmission und Rückstreuung im Verhältnis zur Intensität des eingestrahlten Lichtes.

Vorteile

Das TURBISCAN-Messprinzip hat wesentliche Vorteile gegenüber anderen Messverfahren:

1. Untersuchung von Dispersionen in Originalkonzentration, d.h. unter originalen Lagerungsbedingungen.

2. Untersuchung ohne zusätzliche Kräfte, z.B. durch Zentrifugieren. Bei originalen Lagerungsbedingungen von komplexen Dispersionen treten solche Kräfte nicht auf und werden deshalb auch bei der Messung nicht angewendet, da diese Kräfte die Dispersion so verändern können, dass die Untersuchungen nicht zu klaren Aussagen über die Originalprobe führen.

3. Abscannen der gesamten Messzelle führt zu aussagekräftigeren Ergebnissen als andere Messverfahren mit Erfassung weniger Punkte an der Messzelle.

Beispiel

Das Beispiel zeigt links die typischen Änderungen oben und unten in der Messzelle, typisch  für Sedimentation bzw.  Rahmung, während das rechte Beispiel zeitliche Veränderungen über die gesamte Messzellenhöhe zeigt, die Partikelzusammenballungen (Koaleszenz oder Flockung) zuzuordnen sind.

Literatur