Emner Overdækket
Baggrund
Dynamisk lysspredning
Polymerer
Non-Invasive backscatter Optics
Case Studies
Case Study 1: Måling Polymer Molekylær Størrelse og vægt
Case Study 2 - Overvågning Polymer faseovergange
Case study 3: Overvågning af ændringer i polymer kropsbygning
Konklusioner
Zetasizer Nano System
Baggrund
Lysspredning teknikker er almindeligt brugt til karakterisering af opløsninger af polymerer og makromolekyler.
Dynamisk lysspredning
Dynamisk lysspredning (også kendt som foton korrelation spektroskopi (PCS) og kvasi-elastisk lysspredning (QELS)) måler den tid-afhængige udsving i intensiteten af spredt lys, der opstår, fordi partiklerne er under Brownske bevægelse. Hastigheden af denne Brownsk bevægelse måles og kaldes translationel diffusionskoefficient D. Denne diffusionskoefficient kan omdannes til partikelstørrelse ved hjælp af Stokes-Einstein ligningen.
Polymerer
Polymerer anvendes i en bred vifte af applikationer på grund af deres mangfoldighed af ejendomme. Den molekylære struktur, kropsbygning og orientering af de polymere molekyler kan i høj grad påvirke de makroskopiske egenskaber af materialet.
Tilfældige spole polymere molekyler har åbne konformationer. Dette resulterer i lavt brydningsindeks forskelle med den kontinuerlige fase og som et resultat, de spreder meget lidt lys. For sådanne svagt spredning prøver, observerede intensiteten af spredt ved hjælp af konventionelle DLS-instrumenter (dvs. 90 ° detektion) kan ikke være tilstrækkeligt for en vellykket dimensionering målinger, der skal udføres.
Non-Invasive backscatter Optics
Den Zetasizer Nano vifte af instrumenter indeholder ikke-invasiv back scatter (nationale gennemførelsesorganer ™) optik. Det spredte lys er opdaget i en vinkel på 173 °. Romanen optik arrangement maksimerer påvisning af spredte lys og samtidig opretholde signalkvalitet. Dette giver enestående følsomhed, der er nødvendig for at måle størrelsen af molekyler mindre end 1000 Dalton .
Case Studies
Denne applikation notat opsummerer målinger foretaget på forskellige polymerer i opløsning ved hjælp af Zetasizer Nano S . Nano S indeholder en 4 mW He-Ne laser opererer ved en bølgelængde på 633nm og en lavine fotodiode (APD) detektor.
Case Study 1: Måling Polymer Molekylær Størrelse og vægt
Selv troede absolut molekylevægt målinger er opnået ved brug af statisk lysspredning, kan molekylvægten sommetider udledes af DLS målinger ved at udnytte de Mark-Houwinck forhold, der definerer den iboende viskositet af en polymer løsning i form af den molekylære vægt af opløst stof.
Dette viser sig at være tæt knyttet til translationel diffusionskoefficient (D) af molekyler i følgende ligning:
D = km - α
Hvor k er en konstant for en bestemt polymer i et opløsningsmiddel, M er molekylvægten af opløst stof og A er et konformationel parameter beskriver kompakthed af molekylet i opløsning. En målt værdi for en på 1 tyder på, at opløst stof molekyler er stive stænger, en værdi på 0,5 til 0,67 opnås med tilfældige bredbånd og en værdi på 0,3 indtræffer for sfærer. Derfor er det muligt at få oplysninger om kropsbygning af et opløst stof molekyle i et bestemt opløsningsmiddel fra DLS målinger.