TURBISCAN-Prinzip: Partikelgröße

Messgeräte

Partikelgröße

Die Bestimmung der Partikelgröße nach dem TURBISCAN-Prinzip wird im Rahmen der Untersuchung der Dispersionsstabilität durchgeführt. Gerade die Größe der Partikel in originalkonzentrierten Dispersionen und die zeitliche Änderung derselben hat einen großen Einfluss auf die Gesamtstabilität bezüglich der Partikelwanderung (Sedimentation oder Aufrahmung) in der Dispersion.

Das TURBISCAN-Prinzip zur Bestimmung der Dispersionsstabilität, wie es an anderer Stelle auf dieser Homepage beschrieben wird, basiert auf dem Vergleich zwischen der Intensität eines eingestrahlten Laserstrahls und der Intensität des von der Probe rückgestreuten Lichtes. Zur Bestimmung der Partikelgröße macht man sich die Intensität des rückgestreuten Lichtes weißer Dispersionen zu Nutze oder, im Falle relativ transparenter Systeme, die Transmission.

Messmethode

Für die Auswertung der Daten des rückgestreuten Lichtes wird die Mehrfachstreuung nach der MIE-Theorie verwendet (im Falle der Transmission das LAMBERT-BEER-Gesetz). Sie ist gültig, wenn Streuung an Molekülen oder Teilchen stattfindet, deren Größe d im Vergleich zur eingestrahlten Wellenlänge vergleichbar oder größer ist. Neben dem Teilchendurchmesser d ist die Volumenkonzentration Φ ein für die Theorie zentraler Parameter. Das Rückstreusignal (backscattering „BS“) ist gegeben durch

   mit der Konstante k.

Die Intensität des rückgestreuten Lichtes ist also lediglich von der Volumenkonzentration und der Teilchengröße abhängig. 

Vorteile

Das TURBISCAN-Messprinzip zur Partikelgrößenbestimmung hat wesentliche Vorteile gegenüber anderen Messverfahren:

1. Untersuchung und Messung der Partikelgröße in originalkonzentrierten Dispersionen.
2. Die Messzeit für die Bestimmung der Partikelgröße beträgt weniger als eine Minute.
3. Die Partikelgröße wird in Verbindung mit der Dispersionsstabilität untersucht, d.h. die Partikelgrößenbestimmung kann Partikelagglomeration bzw. Koaleszenz verifizieren.
4. Die Partikelgröße kann an verschiedenen Orten der Messzelle bestimmt werden. Außerdem ist eine Verfolgung der Teilchengröße über der Zeit möglich.

Beispiel

Das Beispiel zeigt eine zeitliche Veränderung der Rückstreuung über die gesamte Messzellenhöhe, die Partikelzusammenballungen (Koaleszenz oder Flockung) zuzuordnen ist. Jeder dargestellte Scan ist mit der Partikelgrößenbestimmung einer definierten Teilchengröße zuzuordnen. Somit ist eine „normale“ TURBISCAN-Stabilitätsmessung quantifizierbar.

Literatur