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 velikosti částic - Přehled produktů

Microtrac nabízí produkty pro všechny technologie analýzy velikosti částic.

Přehled produktů 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 světla (ELS) je běžná technika používaná k vyhodnocení potenciálu disperze zůstat stabilní. ELS umožňuje měření zeta potenciálu disperze, který poskytuje informace o elektrostatických interakcích a extrapolací o jejich tendenci k aglomeraci. Zeta-potenciál je spolehlivým indikátorem stability disperze, ale silný vliv bude mít také několik parametrů, jako jsou sterické efekty, sedimentace nebo hydrofobní efekty. V důsledku toho může spoléhání na hodnoty zeta-potenciálu vést pouze k falešným interpretacím stability, například u kovových nanočástic v komplexních médiích, vodném roztoku oxidu křemičitého a emulzích oleje ve vodě.

Technika SMLS nabízí solidní výhody pro charakterizaci destabilizujících jevů. Gravitační i koloidní stabilitu disperzí lze hodnotit s minimální manipulací se vzorkem. Ještě důležitější je, že výsledky jsou získány analýzou formulací v jejich původních stavech, čímž je zajištěna reprezentativnost výsledků.

Ve společnosti Microtrac navrhujeme řadu zařízení na bázi SMLS, Turbiscan, která poskytují kvantitativní analýzu stability až 1000krát rychleji než konvenční testy. Pokud byste chtěli nějaké další informace, neváhejte nás kontaktovat .

na produktovou řadu "Statický vícenásobný rozptyl světla (SMLS)"

Kontaktujte nás pro bezplatnou konzultaci

Volba, zda použít jednoduché řešení jako je sítování nebo investovat do laserové difrakce či dynamické analýzy obrazu, bude nakonec záviset na objemu testování, dostupném rozpočtu financí, personálním zajištění a na všech konkrétních mezinárodních standardech nebo požadavcích zákazníka.

Proč nekontaktovat Microtrac o bezplatnou konzultaci a zjistit, které řešení přinese požadovaný výsledek a návratnost investic?

Kontaktujte nás!