zeta电位 的测定有时被认为是一种“电荷”测定,用于评价分散体系的静电力稳定效果,并帮助得到稳定的产品的配方。Zeta电位也许对于一个简单的体系来说和表面电荷相关,但是并不确定是否有等同的正比效应。有些情况下Zeta电位甚至可能与表面电荷异号。其中最重要的一点是zeta电位,而不是表面上的电荷,控制着电荷的相互作用。
分散在水性体系中的大部分颗粒都将主要通过表面基团的电离或带电粒子的吸附而获得表面电荷。这些表面电荷会改变周围粒子的分布情况,在微粒周围形成不同于本体溶液的一层。如果微粒发生移动,例如在布朗运动,这层也将作为颗粒的一部分发生移动。Zeta电位是在滑移面的电位,滑移面以内的颗粒和离子作为一个整体运动。在该平面的电荷将对溶液中离子的浓度和类型非常敏感。 Zeta电位是主要的粒子间相互作用力之一。具有较高Zeta电位的同电荷号的颗粒,不论正负,都将互相排斥。通常来说,正负电荷符号都可以形成高Zeta电位,即<-30mV和>+30mV都将视为高zeta电位。对于足够小、低密度足以停留在悬浮液中的分子和颗粒来说,高zeta电位意味着较高稳定性,即溶液或分散液将具有抗凝聚性。19世纪50年代制成的法拉第金溶胶现在保存在伦敦的科学博物馆,由于其高zeta电位,它仍然是稳定的分散液,微粒的凝聚速率已降低到了难以察觉的水平。
典型用途在于微粒悬浮液的配方制定。Zeta电位可以用于评价配方中每种添加剂的作用。添加剂可能具有令人惊奇的作用;据了解,一些以悬浮液的形式销售的材料的zeta电位对于特定配方比较敏感,一些配方将会使zeta电位大大降低。添加剂的作用或作用程度有时是无法预测的。Zeta电位还可以用来评价产品随时间的变化,如水解或气体的进入,用于增加保质期。
进行zeta电位测定最大的实际问题之一是污染。如果体系的任何部分曾经接触过先前的其他样品,那么对环境的细微变化非常敏感的zeta电位也会受到影响。 Zetasizer Nano系列可以提供的可抛弃性毛细管电池是唯一一种配有完全可抛弃性的毛细管和电极的电泳池,因此可以彻底解决这一难题。 Zetasizer Nano系列采用第二代PALS(相分析光散射),被称为M3-PALS,用于测定颗粒速度。采用相分析,而不是频率分析,较之前的技术对颗粒迁移率的敏感性提高到了1000倍以上。这一点在测定高离子浓度的样品(如等渗盐水)或低介电常数的分散剂(如己烷)时显得尤为重要。
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