Schnelle Partikelladungsmessung/ -titration mit in-situ Größenverteilung

Das Stabilitätsverhalten von kolloidalen Stoffsystemen und Dispersionen ist häufig von der elektrostatischen Ladung an der Partikelgrenzfläche und der Partikelgrößenverteilung abhängig. Die Messsonde des NANO-flex® passt in die Stabino®-Messzelle.So kann eine automatisierte Größenmessung während der Titration durchgeführt werden. Somit ist eine weitreichende Flexibilität erreicht. Der Einsatzbereich liegt zwischen 0,3 nm und 6,5 µm bzw. 300 µm. Dabei sind Konzentrationen von bis zu 40% Vol. möglich.

Methode

Das „Herz“ des Stabino® ist ein zylindrischer PTFE-Messbecher mit einem oszillierenden Pistill (Abbildung 1).

Ein Teil der Partikel ist an der Oberfläche der Zellwand immobilisiert. Durch die Kolbenbewegung Δv wird die mobile Ladungswolke der Doppelschicht an den immobilisierten Partikeln rauf und runter geschoben. Die oszillierende Ionenwolke erzeugt so eine alternierende Spannung SP = Strömungspotential an beiden Elektroden. Diese Spannung ist proportional zum Zetapotential der Partikel. das an beiden Elektroden abgegriffen wird. Das Messsignal wird nach entsprechender Kalibration mit Standards als Strömungspotential oder Zetapotential ausgegeben. Messbecher und Pistill weisen eine vernachlässigbar geringe negative Ladung an der Oberfläche auf. Die Probe wird in den zylindrischen Messerbecher aufgegeben. Die Zugabe der Titrationslösungen erfolgt über zwei integrierte Titrations-Pumpen aus einem der beiden Vorratsbehälter.

Partikelgrenzflächenpotentiale, so auch Strömungspotential, die im Stabino® gemessen werden, stehen für das Maß elektrostatischer Abstoßung zwischen Partikeln und reagieren auf pH, Leitfähigkeit bzw. Polyelektrolytumgebung. Einer dieser Parameter kann ein Stoffsystem schnell zum Kippen bringen. So zeigt nur eine Titration nach den genannten Parametern ein charakteristisches Verhalten der Probe in seiner Umgebung.

Realitätsnahes Multi-Parameter Particle Charge Mapping (3D - Plot)

Eine Ladungstitration im Stabino® schafft rasch Klarheit, auf welche Parameter besonders geachtet werden muss. Die kundenorientierte Software für die Titrations-Automatik des Stabino® macht das Partikelladungs-Fingerprinting leichter, schneller  und sicherer. In kurzer Zeit ermittelt man den iso-elektrischen Punkt, erhält Aussagen über die Ladungsdichte und über stabile Zonen während pH, Leitfähigkeit und Temperatur mitgemessen werden.

Einsatzmöglichkeiten

Je mehr Partikeloberfläche, desto höher die Ladungsdichte [C/g] die mit dem Stabino® in gemessen werden kann. Bei Kenntnis der spezifischen Oberfläche, beispielsweise durch eine 180° DLS-Messung im NANO-flex®, ist die Ladungsdichte [C/m²] schnell bestimmt. Die Gesamtladung kann bei Nassvermahlungen hilfreich sein, die Ladungsdichte bei der Bewertung von ionischen Beschichtungen.