A análise de tamanho de partículas é a medição da distribuição de tamanhos de partículas em uma amostra. O tamanho das partículas afeta as propriedades físicas e químicas dos materiais, incluindo taxa de dissolução, fluxo de pós, reatividade e aparência. A medição confiável do tamanho de partículas é essencial em produtos farmacêuticos, ciência dos materiais, mineração, processamento de alimentos e monitoramento ambiental.
O tamanho de partícula é tipicamente expresso como um diâmetro esférico equivalente, o diâmetro de uma esfera que se comportaria de forma semelhante à partícula real na técnica de medição. Diferentes princípios de medição produzem diferentes diâmetros equivalentes para a mesma partícula não esférica. Os descritores mais comuns incluem D10, D50 (mediana) e D90, representando os tamanhos de partícula abaixo dos quais 10%, 50% e 90% do volume da amostra se encontra.
A difração a laser mede o tamanho de partículas analisando o padrão angular da luz espalhada. Partículas grandes espalham em ângulos pequenos, enquanto partículas pequenas espalham em ângulos amplos. A técnica cobre uma faixa de tamanhos de aproximadamente 0,01–3000 µm usando múltiplos detectores e fontes de luz. A teoria de Mie e a aproximação de Fraunhofer convertem o padrão de espalhamento em uma distribuição de tamanhos baseada em volume.
O espalhamento de luz dinâmico (DLS) mede o movimento browniano para determinar o diâmetro hidrodinâmico na faixa de 1 nm a 5 µm. É a principal técnica para partículas submicrométricas, coloides e macromoléculas. O DLS é altamente sensível a partículas grandes e agregados, que dominam a distribuição de tamanhos ponderada por intensidade.
O peneiramento separa partículas em frações de tamanho por passagem através de uma pilha de peneiras de malha de arame tecido com aberturas decrescentes. O peneiramento é aplicável a pós secos ou úmidos acima de aproximadamente 20 µm e fornece uma distribuição de tamanhos baseada em massa. O peneiramento por jato de ar melhora a separação de partículas finas.
Métodos de sedimentação medem a velocidade de sedimentação de partículas em um líquido sob gravidade ou força centrífuga. A equação de Stokes relaciona a velocidade de sedimentação ao diâmetro da partícula. O método de sedimentação por raios X detecta mudanças na densidade da suspensão. A sedimentação fornece uma distribuição baseada em massa de aproximadamente 0,1–100 µm.
A análise de imagem mede diretamente as dimensões das partículas a partir de imagens de microscópio ou câmera. A análise de imagem estática mede milhares de partículas em uma lâmina. A análise de imagem dinâmica captura partículas em fluxo. A análise de imagem fornece parâmetros de forma, incluindo proporção de aspecto, circularidade e convexidade, além do tamanho.
A preparação da amostra afeta significativamente os resultados. A dispersão seca usa ar comprimido para pós de fluxo livre. A dispersão úmida suspende as partículas em um líquido com surfactante e sonicação para quebrar aglomerados. As condições de dispersão devem ser otimizadas e documentadas para resultados reproduzíveis.
