DT-1202

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DT-1202 – Partikelgrößen- und Zetapotentialmessung konzentrierter Dispersionen im Originalzustand

Das DT-1202 vereint zwei unabhängig voneinander nutzbare Sensoren: einen akustischen Sensor zur Messung von Partikelgrößen sowie einen elektroakustischen Sensor für Zetapotentialmessungen flüssiger, konzentrierter Dispersionen im Originalzustand. Somit stellt dieses Akustikspektrometer die Kombination des Partikelgrößenmessgeräts DT 100 und des Zetapotetialmessgeräts DT-300 dar.

Folglich nutzt auch das DT-1202 die Vorzüge der akustischen Spektrometrie bzw. Elektroakustik für die Bestimmung der Partikelgrößen und des Zetapotentials in Originalkonzentration, also ohne Modifikation der Probe durch z.B. Verdünnung.

Der akustische Sensor für die Charakterisierung von konzentrierten Suspensionen und Emulsionen hinsichtlich deren Partikelgrößenverteilung misst die Dämpfung der durch die Dispersion geleiteten Ultraschallwellen im Frequenzbereich von 1 – 100 MHz bei variablen Sender-Detektor-Abständen. Dies ermöglicht die Charakterisierung weniger stark (< 1 Vol-%) sowie hochkonzentrierter (< 50 Vol-%) Dispersionen über einen weiten Partikelgrößenbereich (5 nm – 1.000 µm) mit höchster Reproduzierbarkeit. Neben der Partikelgröße lassen sich aus den gemessenen Rohdaten auch rheologische Parameter wie die longitudinal Viskosität, die Kompressibilität oder der Elastizitätsmodul flüssiger Proben berechnen.

Zetasonde

Zetasonde

Mithilfe des Elektroakustik-Sensors lassen sich neben dem Zetapotential auch weitere kolloidchemische Kenngrößen wie DEBYE-Länge, κa-Wert, DUKHIN’sche Zahl sowie Oberflächenladungsdichte im Fall stark unpolarer Lösungsmittel bestimmen. Aufgrund der genutzten, innovativen Puls-Echo-Methode, wodurch die Messsonde sowohl als Ultraschallsender als auch als Messsignaldetektor dient, sind z.B. prozessnahe On-line-Messungen direkt im Rührkessel, der Rohrleitung oder im Labormaßstab im handelsüblichen Becherglas problemlos möglich.

Messprinzip des DT-1202

Spezifikation/Merkmale/Vorteile

  • keine Verdünnung nötig, keine Probenpräparation erforderlich
  • Messung des akustischen Dämpfungsspektrums (und Größenverteilung) mit höchstmöglicher Reproduzierbarkeit der Ergebnisse
  • großer Konzentrationsbereich (0,1 – 50 Vol-%)
  • weiter Partikelgrößenbereich (5 nm – 1.000 µm)
  • Messzeit: Partikelgröße: 1 – 10 min
  • Zetapotential: < 1 min
  • Probenvolumen: Partikelgröße: ca. 70 ml (optional < 5 ml)
  • Zetapotential: > 0,5 ml
  • Charakterisierung sedimentierender oder hochviskoser (bis ca. 20.000 mPas) Proben möglich
  • On-line-Prozesskontrolle durch Bypass-Messanordnung möglich
  • vollautomatische, quantitative Titrationsexperimente (Säure/Basen, Additive) möglich
  • Partikelgröße und Zetapotential zugleich oder getrennt voneinander messbar

Literatur und Normen

/1/ ISO 20998-1 Measurement and characterization of particles by acoustic methods.
/2/ ISO 13099-3 Colloidal systems – Methods for zeta potential determination.
/3/ A. Dukhin, P. Goetz: Characterization of Liquids, Nano- and Microparticulates, and Porous Bodies using Ultrasound. 2nd Edition. Oxford: Elsevier, 2010.
/4/ Partikelwelt 8, S. 3 – 31 (Sonderheft zur Messmethode).

Optionen zum Messgerät:

Zur automatisierten Messung der Partikelgröße in Abhängigkeit des pH-Werts oder einer Additivmenge bietet sich die softwareintegrierte Titrationseinheit an: diese bietet neben einer effektiven Zeitersparnis durch die vollautomatische Steuerung (bezgl. Dosiermenge, pH-Wert, Zeit) auch eine exakte Dosierung der Säuren, Basen oder Additive.

  • Wahlweise mit ein oder zwei 5 ml-Büretten
  • pH-Wert: 0,5 – 13,5 ml
  • minimale Titrationsmenge: ca. 20 µl (abhängig von Viskosität)
  • chemisch beständige Spezialteflon Sonde
  • auch für höherviskose Additive geeignet

Option anfragen

Zur automatischen Messung der elektrischen Leitfähigkeit bieten sich zwei Sonden an: eine für polare und die zweite speziell für unpolare Dispersionen bzw. Medien. Beide sind unabhängig voneinander in die DT-Software integrierbar.
Messbereich:

  • Messbereich: Leitfähigkeitssonde polar: 10-4 – 10 S/m
  • Leitfähigkeitssonde unpolar: 10-11 – 10-4 S/m

Option anfragen

Die Leitfähigkeitssonde zur Messung in unpolaren Medien ist auch als separates Messgerät DT-700 verfügbar.

Weitere Partikelgrößenmessgeräte

DT-100/ DT-110 Akustisch Spektroskopie 5 nm – 1000 µm
Bettersizer S3 Plus Statische Lichtstreuung und dynamische Bildanalyse 0,01 – 3.500 µm
Bettersizer S3 Statische Lichtstreuung 0,01 – 3.500 µm
Bettersizer S2-WD Statische Lichtstreuung 0,02 – 2.000 µm
Nanoptic 90 Dynamische Lichtstreuung 1 nm – 9,5 µm
BeVision D1 Dynamische Bildanalyse 2 µm – 10.000 µm
[/caption]Additionally, the DT-1202 is analyzing the zeta potential of a dispersion using its electroacoustic probe. Further colloidal parameters can be calculated like Debye-length, κa-value, Dukhin’sche number and surface charge density in case of strong non-polar solvents. Due to the smart design of the probe (pulse-echo method, smooth surface) it can be easily used both for laboratory experiments and for process-near online measurements.[/vc_column_text]

Measuring principle of the DT-1202

Benefits and key features

  • No dilution, no sample preparation
  • Measurement of the acoustic attenuation spectrum from 1 to 100 MHz with highest accuracy and reproducibility
  • Wide concentration range (0,1 – 50 Vol-%), due to variable sender detector gap
  • Wide particle size range (5 nm – 1000 µm)
  • Time of measurement: particle size: 1 – 10 min; zeta potential: < 1 min
  • Sample volume: particle size: about 70 ml (optional < 5ml); zeta potential: > 0,5 ml
  • Measurement of sedimenting and high viscous samples (up to 20000 mPas)
  • On-line-measurement possible (by-pass setup)
  • Fully automatic, quantitative titration experiments (acid/base, additives)
  • Particle size and zeta potential can be measured simultaneously and separately

References and norms

/1/ ISO 20998-1 Measurement and characterization of particles by acoustic methods.
/2/ ISO 13099-3 Colloidal systems – Methods for zeta potential determination.
/3/ A. Dukhin, P. Goetz: Characterization of Liquids, Nano- and Microparticulates, and Porous Bodies using Ultrasound. 2nd Edition. Oxford: Elsevier, 2010.
/4/ Partikelwelt 8, S. 3 – 31 (Sonderheft zur Messmethode).

Link to measuring method - Acoustic Spectrometry

Accessories:

This software controlled unit is designed to enable the particle size and zeta potential measurement in dependence of the pH or the amount of an additive. The system can programmed to carry out automatically different types of protocols (dosing amount of additive/acid/base, pH-value and time).

  • Optionally one or two 5 ml-burettes
  • pH: 0,5 – 13,5 ml
  • minimal amount of titration: about 20 µl (depending on viscosity)
  • chemical resistant teflon probe
  • suitable also for high viscous additives

add option

Two different probes are available to measure the electric conductivity. Both are fully integrated in the DT-software:

  • conductivity probe for aqueous solvents: 10-4 – 10 S/m
  • conductivity probe for organic solvents: 10-11 – 10-4 S/m

add option

The probe for measurements in organic solvents is also available as a separat device DT-700.

Other instruments

DT-100/ DT-110 Acoustic attenuation spectroscopy 5 nm – 1000 µm
Bettersizer S3 Plus Static light scattering and dynamic image analysis 0.01 – 3500 µm
Bettersizer S3 Static light scattering 0.01 – 3500 µm
Bettersizer S2-WD Static light scattering 0.02 – 2000 µm
Nanoptic 90 Dynamic light scattering 1 nm – 9.5 µm
BeVision D1 Dynamic image analysis 2 µm – 10000 µm
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