Partikelgrößenanalyse

Partikelgrößenanalyse ist die Ermittlung der Größenverteilung von Partikeln in Feststoffen, Suspensionen oder Emulsionen. Ziel ist es, Informationen über die Häufigkeit von Partikelgrößen, meist als Volumen-, Massen- oder Anzahlverteilung, zu gewinnen. Die Ergebnisse werden häufig als kumulative Verteilungsfunktion oder als differentialverteilte Dn- bzw. Dv-Werte angegeben, z. B. Dv10, Dv50, Dv90 oder Dn10, Dn50, Dn90, wobei Dv-Dn sich auf volumen- bzw. anzahlbasierte Größen beziehen.

Zu den gängigen Messmethoden gehören Siebanalysen (Siebenstapeln, grobe Partikel), dynamische Lichtstreuung (DLS) und Laserbeugung (Laser Diffraction) zur Bestimmung von PSD über weite Größenbereiche, Sedimentation nach Stokes’ Gesetz für feine Partikel in suspensiver Medium, sowie bildgebende Verfahren wie optische Mikroskopie oder Rasterelektronenmikroskopie mit anschließender Bildanalyse. Elektrische Messungen mit Coulter Counter zählen Partikel elektrisch, wobei Größen als Äquivalentdurchmesser interpretiert werden. Je nach Methode ergeben sich unterschiedliche Größenkonventionen (volumen-, anzahl- oder schwerpunktbasierte PSD) und unterschiedliche Anforderungen an die Probenvorbereitung.

Die Wahl der Methode hängt von dem erwarteten Größenbereich, der Partikelform, der Dispersion und dem Probenmaterial ab. Wichtige Einflussfaktoren sind Probenvorbereitung und Deagglomeration, Refraktivität und Brechungsindex, Trennung von Agglomeraten sowie Messauflösung. Standards wie ISO 13320 unterstützen die Beurteilung und Berichtsform von PSD. Typische Berichte nennen Dv- oder Dn-Werte, entweder volumen- oder anzahlbasiert, sowie die kumulative und die differential PSD.