april 21, 2016

Korrelgrootte analyse met laserdiffractie

Laserdiffractie is een instrumentele techniek welke meestal toegepast wordt voor deeltjeskarakterisering en korrelgrootte analyse van poeders en suspensies. Laser diffractie (ook wel statische lichtverstrooiing of voorwaartse lichtverstrooiing) meet het verstrooiingspatroon verkregen door het beschijnen van deeltjes met een laserstraal. Het verkregen verstrooiingspatroon via zo’n deeltjesanalyse bevat informatie over deeltjesgrootte en de korrelgrootteverdeling.

De interactie tussen deeltjes en licht is voornamelijk afhankelijk van de deeltjesgrootte, vorm, oppervlakteruwheid en refractie-index van het materiaal en daarnaast van het medium waarin de deeltjes aanwezig zijn. Voor een bepaald materiaal is het lichtverstrooiingspatroon van een deeltje uniek voor de omvang ervan, dus voor de individuele korrelgrootte. Deconvolutie van het via deeltjesanalyse verkregen verstrooiingspatroon met een optisch model zoals de Mie theorie of Fraunhofer theorie resulteert in een korrelgrootteverdeling.

Het Fraunhofer model kan adequaat worden gebruikt voor deeltjes groter dan 10 micrometer, terwijl voor kleinere deeltjes het Mie-model moet worden toegepast voor meer nauwkeurige informatie over de korrelgrootte. Dit laatste model beschouwt namelijk ook de optische eigenschappen van de vaste deeltjes, die steeds belangrijker worden bij kleinere deeltjesdiameters.

De korrelgrootte en deeltjesgrootteverdeling kan worden bepaald in een groot dynamisch beriek van diameters van ca. 0,02 tot 2.000 micrometer voor zowel droog gedispergeerde deeltjes als ook deeltjes gedispergeerd in water of een ander geschikt organisch medium. De laser diffractie deeltjesgrootte analyses worden uitgevoerd op Malvern Mastersizer S  of Malvern Mastersizer 2000 deeltjesgrootte analysers.