Dispersionsstabilität: Störungen und ihre Auswirkungen

Eine Dispersion gilt als homogen, wenn ihr Dispersionszustand im gesamten Volumen gleich ist. Die Stabilität von Dispersionen bezieht sich auf ihre langfristige Integrität und die Fähigkeit, in dem Zustand zu verbleiben, in dem sie ursprünglich formuliert wurden. Indem eine Formulierung so nah wie möglich an ihrem ursprünglichen physikalischen Zustand bleibt, wird sichergestellt, dass sie die Endanwendungseigenschaften erfüllt, für die sie ursprünglich entwickelt wurde. Da komplexe Formulierungen von Natur aus instabil sind, kann die scheinbare Stabilität der Dispersion nur anhand der Zeit bewertet werden, in der die dispergierte Phase suspendiert bleibt.

Die Stabilität von Dispersionen funktioneller Flüssigdispersionen wie Emulsionen, Suspensionen und Schäumen muss untersucht werden, um deren Alterungseigenschaften zu bestimmen. Die Haltbarkeitseinschätzung des Produkts ist eine entscheidende Messung, die häufig mit der Überwachung des Beginns von Migrationsphänomenen (Aufrahmen, Sedimentation) und der Entwicklung der Partikelgröße (Aggregations- und Koaleszenzeigenschaften) zusammenhängt. Dieser Artikel wird diese Phänomene untersuchen und definieren.

Partikelgrößenanalyse - Produktübersicht

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1. Partikelmigration: Aufrahmung und Sedimentierung

Partikelmigration ist die auftreibende oder nicht-auftreibende Migration von dispergierten Phasenbestandteilen in einer Lösung. Kurz gesagt, hängt es davon ab, ob die ursprünglich dispergierten Partikel an die Oberfläche des Behälters aufsteigen oder sich am Boden absetzen. Dies hängt typischerweise von der Partikelgröße und Dichte sowie von der Viskosität der flüssigen Phase der Lösung ab. Jede Veränderung eines dieser Parameter während der Alterung beeinflusst die Migration der dispergierten Phase und damit die Dispersionsstabilität.

2. Koaleszenz

Während sich Aufrahmung und Sedimentation auf ein kollektives oder globales Phänomen beziehen, beschreibt Koaleszenz die Tendenz von suspendierten Medien, sich neu anzuordnen und größere Massen zu bilden. Dies kann zwischen Medien mit gleicher Zusammensetzung auftreten und verändert den makroskopischen Zustand der Dispersion grundlegend, oft irreversibel. Deshalb sind diese weiterhin homogenen Mischungen oft nicht mehr für den vorgesehenen Zweck geeignet.

3. Partikel-Agglomeration

Agglomerate sind Partikel, die aus kleineren Partikeln bestehen, den sogenannten „Bestandteilpartikeln“ (d. h. morphologisch identifizierbar). In Agglomeraten sind die Bestandteilpartikel nur „schwach“ gebunden (im Gegensatz zu den verschmolzenen Bestandteilen von Aggregaten). Partikel-Agglomeration bezieht sich auf das Agglomerationspotenzial der dispergierten Phasenmedien in einem kolloidalen System. Intermolekulare Wechselwirkungen (van-der-Waals Kräfte, elektrostatische Kräfte, Depletion usw.) können dazu führen, dass sich Feststoffpartikelnzusammenziehen und Strukturen oder Cluster bilden, die die Stabilität der Dispersion erheblich beeinträchtigen und die Produktwirksamkeit verringern. Im Gegensatz zur Koaleszenz bleiben bei der Agglomeration die Partikel weiterhin voneinander unterscheidbar und verschmelzen nicht, jedoch werden die Cluster durch die anziehenden Kräfte aufgebrochen. Oft ist eine starke mechanische Beanspruchung erforderlich, um den ursprünglichen Dispersionszustand wiederherzustellen.

Dispersionsstabilitätsmessungen mit Turbiscan

Die Überwachung der Stabilität der Dispersion und der Homogenität ist komplex, da zahlreiche Bedingungen analysiert werden müssen, um die langfristige Integrität unter einer Vielzahl von Einflussfaktoren zu bestimmen. Da die Erhaltung der funktionellen Eigenschaften einer Formulierung stark von der Dispersionsstabilität abhängt, muss diese bereits in der frühen Phase der Produktentwicklung bewertet werden. Die physikalische Stabilität kann dank der statischen Mehrfachlichtstreuung (SMLS) mit minimalem Probenhandling oder Benutzerintervention vorteilhaft bewertet werden. Microtrac bietet eine vollständige Reihe von SMLS-basierten Geräten an – die Turbiscan-Reihe ermöglicht eine quantitative Stabilitätsanalyse ohne Probenvorbereitung und ist bis zu 1.000-mal schneller als herkömmliche Tests. Wenn Sie weitere Informationen wünschen, zögern Sie bitte nicht, uns zu kontaktieren.

Zum Produktbereich "Statische Mehrfachlichtstreuung (SMLS)"

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Letztendlich hängt die Entscheidung, welche Methode der Partikelgrößenanalyse für Sie am besten geeignet ist von Prüfvolumen, verfügbarem Budget und Personal sowie den spezifischen internationalen Normen oder Kundenanforderungen ab, die es zu erfüllen gilt.

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