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.

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Zetasonde

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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 – 1000 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.

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 – 1000 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. 20000 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

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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

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

Messmethode: Akustische Spektrometrie

Weitere Partikelgrößenmessgeräte

DT-100/ DT-110 Akustisch Spektroskopie 5 nm – 1000 µm
CILAS 990 Statische Lichtstreuung 0,1 – 500 µm
CILAS 1090 Statische Lichtstreuung 0,02 – 500 µm
CILAS 1190 Statische Lichtstreuung 0,02 – 2500 µm
NanoDS Dynamische Lichtstreuung 0,3 nm – 10 µm
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