Unterscheidung und Charakterisierung von Partikeln in Gemischen mit der SPES-Technologie
Abb. 1: Funktionsprinzip
Im industriellen Umfeld ermöglichen Analysegeräte die vollständige Kontrolle der Qualität von Rezepturen, sowie allen Zwischen- und Endprodukten. Innovative Rezepturen erfordern ebenso innovative Technologien für ihre Charakterisierung, und die marktüblichen Geräte stoßen bei der Analyse von Mischungen traditionell an ihre Grenzen. Unser italienischer Hersteller EOS S.r.l. hat mit dem Classizer ONE eine zuverlässige, auf der patentierten SPES (Single Particle Extinction and Scattering) Methode basierende, Lösung für die Charakterisierung von Partikeln in Mischungen gefunden.
Die Arbeitsweise schildern wir am Beispiel von Gemischen aus Öl-Emulsionen mit Pigmenten. Mischungen aus Öl und Pigmenten werden häufig bei der Herstellung von Farben verwendet. Das Öl hilft dabei, die Pigmente zu binden und eine dickere, haltbarere Substanz zu schaffen. Außerdem sorgt das Öl dafür, die Oberfläche, auf die die Farbe aufgebracht wird, zu versiegeln. Die Korngröße beeinflusst dabei Farbeigenschaften, wie Transparenz, Sättigung und Färbung, sowie Haltbarkeit und Effizienz. Das Auftreten sekundärer Partikel in der Rezeptur, wie bei Öl-Emulsionen in Suspensionen, limitiert oder verhindert sogar die effektive und zuverlässige Messung durch herkömmliche Messgeräte.
Abb. 2: Classizer ONE
Der Classizer ONE arbeitet mit der patentierten SPES (Single Particle Extinction and Scattering, Abb. 1) Methode und nutzt die Streuung von Licht zur Charakterisierung von einzelnen Partikeln.
Abb. 3: Relative Partikelverteilung einer Ultramarin-in Öl-Emulsion
Classizer ONE (Abb. 2) differenziert, zählt und analysiert einzelne Partikel anhand ihrer einzigartigen optischen Eigenschaften. Dabei stellt es folgende Informationen zur Verfügung: Partikelgrößenverteilung der einzelnen Gruppen, absolute und relative numerische Konzentrationen, Partikelstabilität sowie Informationen über die optischen Partikelstrukturen und Übergrößen.
Um die Pigment-Partikeldichte zu analysieren und Öltröpfchen, die einzeln in der Flüssigkeit suspendiert sind, zu erkennen, ist es nötig, die Menge der verschiedenen Partikel, z. B. nach ihren jeweiligen optischen Eigenschaften, zu ermitteln. Mit der SPES-Technologie und dem Classizer ONE können verschiedene Materialarten und die relativen Konzentrationen der suspendierten Materialien anhand ihrer unterschiedlichen Brechungsindizes differenziert werden. Abbildung 3 zeigt das nicht-kalibrierte Gemisch aus Ultramarinblau (unteres, breiteres Cluster) mit einer Öl-Emulsion (oberes, dünneres Cluster).
Abb. 4: EOS CLOUDS Histo
Es ist möglich, das Verhältnis zwischen den numerischen Konzentrationen der Komponenten eines Gemisches in einer Rezeptur experimentell zu analysieren (Abb.4).
Abb. 5: Partikelgrößenverteilung
Abb. 6: Übergrößen-Analyse
Mithilfe des EOS CLOUDS genannten Histogramms lassen sich die optischen Eigenschaften, Größen und Konzentrationen jedes einzelnen ausgewählten Clusters besonders schnell ablesen. Größenanalysen werden auf Einzelpartikel-Niveau erstellt. Dabei werden nicht-kalibrierte Daten mit erwarteten Streuungsmodellen verglichen, die auf der Lorenz-Mie-Theorie basieren. Die untenstehenden Grafiken zeigen die numerische Partikelgrößenverteilung (Abb. 5) und Übergrößen-Analyse (Abb. 6) des aus dem oberen, dünneren Cluster selektierten Partikels.
Jede einzelne analysierte Eigenschaft kann eine wichtige Rolle bei der Verbesserung der Qualität einer Rezeptur spielen, auch bei sekundären Partikeldichte-Clustern.
Übrigens: der Classizer ONE eignet sich ebenso für heterogene biologische Flüssigkeiten!
Kontaktieren Sie mich für weitere Informationen zur SPES-Technologie und den vielfältigen Einsatzmöglichkeiten dieses zukunftsweisenden Partikelgrößenmessgerätes. Gerne vermitteln wir auch eine Testmessung!
