奈米粒徑與界達電位分析儀 Zeta-APS


獨特 Zeta-APS  結合聲衰減光譜和電動音波振福( ESA )技術,可同時對未稀釋/不透明樣品進行細微性和 Zeta 電位測量!

更妙的是與其他粒徑分析儀不同,你不必事先知道或者猜測你的樣品的形狀。

通過奈米粒徑分析儀所產生粒徑分佈(PSD),可以確定材料中顆粒的大小範圍和分佈狀態,以確保樣品的一致性和穩定性。

 

穩定性 膠體溶液的穩定性取決於粒子間的相互作用


  1. 電雙層排斥力(electric double layer)
  2. 凡德瓦力(London ven der Waals attractive force)

 

粒子間的 穩定性 可由 界達電位 來判斷 :

 

當電荷排斥力大於凡德瓦力時,會使膠體粒子分散,反之則凝聚。一般來說 Zeta電位大於mV,電雙層變寬,粒子間距變大,斥力大於吸引力,顆粒之間相互排斥越劇烈,粒子分散性越佳,分散體系越穩定 ; Zeta 電位小於mV,則容易聚集,等於0mV為等位點(IEP),為膠體溶液最不穩的狀態。



 

 

自動滴定的電位圖

 

這張是儀器的示意圖,左邊是訊號傳輸端,藍色部分是delay rod,主要的目的是使訊之間產生時間差,所以不會造成訊號重疊,中間是我們的樣品槽,最旁邊是反射板。

 

首先傳輸端會發射一道聲波,當聲波從delay rod到樣品槽的時候,一部分的聲波會射,另一部分會反射,透射的聲波會因為穿透樣品槽內顆粒,而造成聲波能波變弱,穿透過後打到反射板又會反彈,一部分的訊號會透射到delay rod,一部分的訊號會反射回樣品槽,聲波就像乒乓球一樣,來回在介面與反射板之間來回彈跳,而我們就去偵測這回傳的訊號在導入衰減公式,最後就可以得到粒徑分佈。

 

Zeta-APS 可測量細微性 5 奈米至 100 微米樣品的聲速、酸鹼度、傳導性和溫度。


奈米粒徑分析用於漿料,藥品,陶瓷,油墨,生物有機物,


※1 :矽晶圓(Wafer)表面的平坦性會影響積體電路的推疊和效率,透過化學機械研磨技術(Chemical Mechanical Polishing or Planarization, CMP),能使晶圓表面均勻平坦,其中了解研磨漿料的粒徑就十分重要,研磨粒徑決定晶圓表面的平坦度和良率。


※2 :乳化劑的親水性和親油性一般是不平衡的,它們適用的場合也有所差異,如果乳化劑分子的親水基比親油基大而強,屬於親水性的乳化劑,易形成水包油(O/W)型乳濁液。相反,如果乳化劑分子的親油基團比親水基大而強,它則屬於親油性的乳化劑,易形成油包水(W/O)型乳濁液。

(親水性強的乳化劑適用於O/W型乳濁液,親油性強的乳化劑適用於W/O型乳濁液)


※3 :有機物和無機顏料,如二氧化鈦和碳黑、催化劑,和其他許多。 


應用案例1:乳劑類測試樣品


樣品信息:

—50%脂肪含量奶

—全脂奶

—1%低脂+巧克力奶

—1%低脂奶

—完全脫脂奶

 

奈米粒徑分析&穩定性 圖1 5種樣品的超聲衰減普圖

 

D10,D50,D90 圖2 全脂奶粒徑分佈結果

 

體積平均粒徑:1.8μm,D25 為0.9μm,D75為2.5μm

面積平均粒徑:1.1μm,D25為1.46μm,D75為1.5μm

 

奈米粒徑分析&穩定性 圖3 半脂奶粒徑分佈結果

 

體積平均粒徑:1.45μm,D25 為0.53μm,D75為2.6μm

面積平均粒徑:0.65μm,D25 為0.2μm,D75為0.68μm

 

說明:

1)由聲衰減譜可看出,不同的脂肪含量樣品,衰減速率不同;同時,相同脂肪含量1%的兩個樣品,其中一個加入巧克力,衰減譜也不同。

2) 全脂和半脂樣品的粒徑分佈差異較大,PSD數據顯示,半脂奶分佈很不均勻,有較多小粒徑顆粒存在,也存在很多較大粒徑的顆粒。而全脂奶中顆粒粒徑的分佈較均勻。

3)儀器具有高分辨率,半脂奶樣品PSD存在多個粒徑峰均可以測試出。

 

應用案例2:二氧化鈦PH值和Zeta電位關係


漿料、研磨液等樣品為一定顆粒度範圍內的混懸液,需要在使用壽命期限內保持穩定性。一旦發生聚集,會導致使用性能失效,使用壽命縮短。

 

樣品信息:

 

1. 二氧化鈦8.3%wt固含量,平均粒徑270nm. 測試樣品Zeta電位隨PH值改變而發生的變化。同時,可以測試樣品的電導率。下圖為Zeta電位-PH值關係圖,以及電導率-PH值關係圖。由如下兩個圖,可以根據使用需求,找到最佳的PH值來獲得穩定的樣品。

奈米粒徑分析&穩定性

 

2. 二氧化矽10%wt固含量,平均粒徑60nm. 探究樣品穩定性和PH值關係。

針對該細顆粒樣品,可以發現P在H值大於7的區域可得到較大的Zeta電位值。同時,當PH值繼續增加到9以後,因雙電層被壓縮的緣故,又會引起Zeta電位值降低。由此結果可尋找到最佳的PH值。

說明:

1)產品的Zeta電位,對穩定性起到有至關重要的作用。一旦對樣品進行稀釋,因分散劑等影響,即會破壞樣品原始的狀態,測試得到的結果是假性的。

2)採用超聲電聲法粒度儀測試Zeta電位,原樣測試,無需稀釋,從而獲得樣品最真實的結果,對產品研發和質量控制具有重大意義。

 

Zeta-APS優點


ü  原液測試,不需要進行稀釋
ü  測量範圍廣,涵蓋奈米、亞微米、微米尺寸
ü  具備pH、溫度、導電率等參數測量
ü  可檢測有顏色,高黏度,強酸強鹼等樣品
ü  自帶攪拌系統
ü  可在線進行測量

相關產品

您可能也會喜歡這些商品。