Messgröße Zetapotenzial: Wie stabil ist mein disperses System?

Unabhängig von der Anwendung – ein disperses System soll unter bestimmten Bedingungen und über einen definierten Zeitraum stabil sein. Stabil bedeutet dabei, dass Prozesse wie Sedimentation, Aufrahmen oder Agglomeration verhindert werden. Dies kann durch sterische oder elektrostatische Stabilisierung erfolgen. Um die Stabilität disperser Systeme im Detail zu charakterisieren sind Zetapotenzial, Partikelgröße, Viskosität und Fließverhalten wichtige Parameter.

Das Zetapotenzial ist definiert als elektrisches Potenzial an der Grenzfläche zwischen Partikel und Flüssigkeit. Je größer der Betrag des Potenzials, desto stärker sind die Partikel-Partikel-Abstoßungskräfte und somit auch die elektrostatische Stabilität. Geht das Zetapotenzial gegen Null wird die Agglomeration der Partikel nicht mehr durch Ladungsabstoßung verhindert, was die Entstehung von instabilen Systemen begünstigt.

Durch die elektrophoretische Lichtstreuung (ELS) kann das Zetapotenzial innerhalb von Sekunden bestimmt werden. Die Messung erfolgt dabei über die Bewegung der Partikel innerhalb eines elektrischen Feldes. Die Umrechnung in das Zetapotenzial wird bei modernen Geräten mit der cmPALS-Technologie realisiert.

Wussten Sie schon? Das Zetapotenzial ist auch an makroskopischen Oberflächen wie Fasern, Folien, Platten und röhrenförmigen Membranen messbar. Hier wird im Vergleich zur ELS eine Elektrolytlösung über eine stationäre Oberfläche bewegt, um ein Potenzial an der Oberfläche zu erzeugen, das sogenannte Strömungspotenzial. Dadurch können beispielsweise Oberflächenfunktionalitäten oder das Benetzungsverhalten untersucht werden.

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