Распределение частиц по размерам (РЧР) - важнейший параметр в различных отраслях промышленности, включая фармацевтику, косметику, пищевую промышленность и материаловедение.Измерение PSD включает в себя определение диапазона размеров частиц, присутствующих в образце, и их относительного соотношения.Существует несколько методов, каждый из которых подходит для определенных диапазонов размеров частиц, типов образцов и целей измерения.К распространенным методам относятся ситовой анализ, анализ прямых изображений, статическое светорассеяние (SLS или лазерная дифракция), динамическое светорассеяние (DLS), счетчик Коултера и анализ отслеживания наночастиц (NTA).Выбор метода зависит от таких факторов, как предполагаемый диапазон размеров частиц, свойства материала, а также требуемая точность и разрешение измерений.
Объяснение ключевых моментов:
-
Ситовый анализ:
- Описание:Ситовой анализ - традиционный и широко используемый метод измерения гранулометрического состава, особенно для твердых частиц.Он включает в себя прохождение образца через серию сит с постепенно уменьшающимися размерами ячеек.
- Диапазон размеров частиц:Подходит для частиц размером от 125 мм до 20 мкм.
- Преимущества:Простой, экономичный и не требует сложного оборудования.
- Ограничения:Ограничен сухими, свободно текущими порошками и не может измерять частицы размером менее 20 мкм.
- Области применения:Обычно используется в таких отраслях, как строительство, горнодобывающая промышленность и сельское хозяйство.
-
Анализ прямого изображения (Direct Image Analysis):
- Описание:Этот метод позволяет получить изображения частиц с помощью микроскопии или цифровых технологий визуализации.Затем изображения анализируются для определения размера и формы частиц.
- Типы:Может быть статическим (захват неподвижных изображений) или динамическим (захват частиц в движении).
- Преимущества:Предоставляет подробную информацию о морфологии и распределении частиц по размерам.
- Ограничения:Требует времени и подготовки образца.Может не подходить для очень мелких частиц или высокопроизводительного анализа.
- Области применения:Используется в исследованиях и при контроле качества, когда требуется детальная характеристика частиц.
-
Статическое рассеяние света (SLS) / лазерная дифракция (LD):
- Описание:SLS, также известная как лазерная дифракция, измеряет картину рассеяния лазерного луча при прохождении его через дисперсию частиц.Картина рассеяния используется для расчета распределения частиц по размерам.
- Диапазон размеров частиц:Обычно измеряет частицы размером от 0,1 мкм до нескольких миллиметров.
- Преимущества:Быстрый, точный и подходящий для широкого диапазона размеров частиц.Может использоваться как для влажных, так и для сухих образцов.
- Ограничения:Предполагает сферические частицы, что может быть не всегда точно для несферических частиц.
- Приложения:Широко используется в фармацевтической, пищевой и химической промышленности.
-
Динамическое рассеяние света (DLS):
- Описание:DLS измеряет флуктуации рассеянного света, вызванные броуновским движением частиц в суспензии.Колебания интенсивности анализируются для определения размера частиц.
- Диапазон размеров частиц:Лучше всего подходит для наночастиц и субмикронных частиц (обычно от 1 нм до 1 мкм).
- Преимущества:Высокочувствителен к мелким частицам и может измерять частицы в жидких суспензиях.
- Ограничения:Требует стабильной суспензии и менее эффективен для полидисперсных образцов или крупных частиц.
- Области применения:Широко используется в биотехнологии, нанотехнологии и коллоидной науке.
-
Счетчик Культера (Coulter Counter):
- Описание:Счетчик Coulter измеряет размер частиц, определяя изменения электрического сопротивления при прохождении частиц через небольшое отверстие.Каждая частица вытесняет определенный объем электролита, вызывая измеряемое изменение сопротивления.
- Диапазон размеров частиц:Обычно измеряет частицы размером от 0,4 мкм до 1200 мкм.
- Преимущества:Обеспечивает точные и воспроизводимые результаты.Может измерять как твердые частицы, так и клетки.
- Ограничения:Требуется, чтобы частицы были взвешены в растворе электролита.Ограничивается частицами, которые могут пройти через отверстие.
- Приложения:Используется в медицинской диагностике, контроле качества и исследованиях.
-
Анализ отслеживания наночастиц (NTA):
- Описание:NTA отслеживает движение отдельных наночастиц в суспензии с помощью лазерного светорассеяния и видеомикроскопии.Броуновское движение частиц анализируется для определения распределения частиц по размерам.
- Диапазон размеров частиц:Подходит для наночастиц и мелких частиц (обычно от 10 нм до 1 мкм).
- Преимущества:Обеспечивает получение данных о распределении размеров с высоким разрешением и позволяет измерять образцы с низкой концентрацией.
- Ограничения:Требует стабильной суспензии и менее эффективен для полидисперсных образцов или крупных частиц.
- Области применения:Используется в нанотехнологиях, доставке лекарств и экологии.
Краткое описание выбора метода:
- Ситовой анализ:Лучше всего подходит для крупных сухих частиц (от 125 мм до 20 мкм).
- Анализ прямого изображения:Идеально подходит для детального морфологического анализа частиц.
- Статическое рассеяние света (SLS/LD):Подходит для широкого диапазона размеров частиц (от 0,1 мкм до нескольких миллиметров) и для влажных и сухих образцов.
- Динамическое рассеяние света (DLS):Лучше всего подходит для наночастиц и субмикронных частиц (от 1 нм до 1 мкм).
- Счетчик Coulter:Эффективен для частиц в диапазоне от 0,4 мкм до 1200 мкм, особенно в суспензиях.
- Анализ отслеживания наночастиц (NTA):Анализ наночастиц высокого разрешения (от 10 нм до 1 мкм).
Выводы:
Выбор метода измерения гранулометрического состава зависит от конкретных требований к образцу и желаемой точности и разрешения.Ситовой анализ является традиционным и экономически эффективным методом для крупных частиц, в то время как такие методы, как лазерная дифракция, динамическое рассеяние света и анализ отслеживания наночастиц, предлагают расширенные возможности для более мелких частиц и более детального анализа.Понимание сильных сторон и ограничений каждого метода имеет решающее значение для выбора наиболее подходящей методики для конкретного применения.
Сводная таблица:
| Метод | Диапазон размеров частиц | Преимущества | Ограничения | Применение |
|---|---|---|---|---|
| Ситовой анализ | От 125 мм до 20 мкм | Простой, экономичный, не требует сложного оборудования | Ограничен сухими, свободно текущими порошками; не может измерять частицы < 20 мкм | Строительство, горнодобывающая промышленность, сельское хозяйство |
| Прямой анализ изображений | Варьируется | Детальная морфология частиц и распределение их по размерам | Требует времени, требует подготовки образца; не идеально подходит для очень мелких частиц | Исследования, контроль качества |
| Статическое рассеяние света (SLS/LD) | От 0,1 мкм до нескольких мм | Быстро, точно, подходит для влажных и сухих образцов | Предполагает сферические частицы; менее точен для несферических частиц | Фармацевтика, пищевая, химическая промышленность |
| Динамическое рассеяние света (DLS) | От 1 нм до 1 мкм | Высокая чувствительность к мелким частицам; работает в жидких суспензиях | Требуется стабильная суспензия; менее эффективен для полидисперсных или крупных частиц | Биотехнология, нанотехнология, коллоидная наука |
| Счетчик Коултера | От 0,4 мкм до 1200 мкм | Точность, воспроизводимость; измеряет твердые частицы и клетки | Требуется раствор электролита; ограничено частицами, проходящими через отверстие | Медицинская диагностика, контроль качества, исследования |
| Анализ отслеживания наночастиц (NTA) | От 10 нм до 1 мкм | Распределение размеров с высоким разрешением; работает с образцами с низкой концентрацией. | Требуется стабильная суспензия; менее эффективен для полидисперсных или крупных частиц | Нанотехнологии, доставка лекарств, экология |
Нужна помощь в выборе подходящего метода анализа размера частиц? Свяжитесь с нашими экспертами сегодня для получения индивидуальных решений!
