Colloidal Dispersions and How to Measure Their Stability

A colloidal dispersion is composed of solid, liquid, or gas particles dispersed in a continuous phase (solid, liquid, or gas). “Colloidal” refers to particles with at least one dimension ranging from 1nm to 1µm. The most encountered colloidal dispersions are solid-liquid (suspensions), liquid-liquid (emulsions), gas-liquid (foams), and solid-gas (aerosols) dispersions.

Colloidal dispersions are inherently thermodynamically unstable systems because they tend to minimize surface energy. Hence, the stability of a colloidal system is inevitably linked to a notion of time, defined by the process, use, and application involved.

Analýza veľkosti častíc - Prehľad produktov

Microtrac ponúka produkty pre všetky technológie analýzy veľkosti častíc.

Prehľad produktov Kontaktujte nás!

Stability of colloidal dispersions

Two stability categories can be distinguished: colloidal stability and gravitational stability.

1. Colloidal stability relates to particle size change (e.g., aggregation or agglomeration). If particles are not subject to size variation, the dispersion is considered colloidally stable. Hence, colloidal stability depends on several types of interactions such as:

Van der Walls and electrostatic interactions (classical Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek (DLVO) theory)
Steric interactions (e.g., polymer adsorption)
Hydrophobic effect

2. Gravitational stability refers to the ability of particles to resist particle migration (e.g., sedimentation or creaming) and mainly depends on the rheological properties of the colloidal dispersion such as viscosity and density of the continuous phase, size, and density of the particle. For diluted colloidal particles in a Newtonian fluid, this migration phenomenon can be described by Stokes' law.

Sedimentation is sometimes confusingly considered as colloidal instability.

For example, a particle dispersion in a solvent can be colloidally stable (there is no change in particle size) while it is gravitationally unstable (particles settle due to unmatched density with the solvent).

It is worth noting that destabilizing colloidal dispersion can lead to gravitational instability (larger particles start to settle quickly).

How to measure colloidal dispersion stability?

Elektroforetický rozptyl svetla (ELS) je bežnou technikou používanou na vyhodnotenie potenciálu disperzie zostať stabilný. ELS umožňuje meranie zeta potenciálu disperzie, ktorý poskytuje informácie o elektrostatických interakciách a extrapoláciou o ich tendencii aglomerovať. Zeta-potenciál je spoľahlivým indikátorom stability disperzie, ale silný vplyv bude mať aj niekoľko parametrov, ako sú stérické účinky, sedimentácia alebo hydrofóbne účinky. V dôsledku toho môže spoliehanie sa na hodnoty zeta potenciálu viesť iba k falošným interpretáciám stability, napríklad s kovovými nanočasticami v komplexných médiách, vodnom roztoku oxidu kremičitého a emulziách oleja vo vode.

Technika SMLS ponúka solídne výhody na charakterizáciu destabilizujúcich javov. Gravitačná aj koloidná stabilita disperzií môže byť hodnotená s minimálnou manipuláciou so vzorkou. Ešte dôležitejšie je, že výsledky sa získajú analýzou formulácií v ich pôvodných stavoch, čím sa zabezpečí reprezentatívnosť výsledkov.

V Microtrac navrhujeme rad zariadení založených na SMLS, Turbiscan, ktoré poskytujú kvantitatívnu analýzu stability až 1000-krát rýchlejšie ako bežné testy. Ak máte záujem o ďalšie informácie, neváhajte nás kontaktovať.

na produktovú radu "Statický viacnásobný rozptyl svetla (SMLS)"

Kontaktujte nás pre bezplatnú konzultáciu

Voľba, či použiť jednoduché riešenie ako je sitovania alebo investovať do laserovej difrakcie alebo dynamické analýzy obrazu, bude nakoniec závisieť od objemu testovanie, dostupném rozpočtu financií, personálnom zaistení a na všetkých konkrétnych medzinárodných štandardoch alebo požiadavkách zákazníka.

Prečo nekontaktovať Microtrac o bezplatnú konzultáciu a zistiť, ktoré riešenie prinesie požadovaný výsledok a návratnosť investícií?

Kontaktujte nás!