The use of a particle counter in studying flocculation by polymers

Summary

An investigation has been made into the flocculation of colloidal particles by polymers in solution at different polymer molecular weights, and particle size and concentrations. The systems studied were, initially kaolin with polyacrylamide, and, more extensively, polystyrene latexes with a cationic polyelectrolyte. The flocculation was followed by counting the particles using a laser-light-scattering flow ultramicroscope. The results have been explained in terms of both charge neutralisation and reversal, and polymer bridging between particles. Unusual features were observed when using the polyelectrolyte where flocculation, restabilisation and secondary flocculation at increasing polymer doses were found. Tentative explanations for these results have been put forward.

Zusammenfassung

Es wurde die Flockung von kolloiden Teilchen durch Polymere in Lösung bei verschiedenen Molekulargewichten, Teilchengrößen und Konzentrationen untersucht. Betrachtet wurden die Systeme Kaolin mit Polyacrylamid und etwas eingehender Polystyrol-Latex mit einem kationischen Polyelektrolyten. Die Flockung wurde verfolgt, indem die Teilchen als fließender Teilchenstrom in einem Laser-Licht-bündel ultramikroskopisch auf Grund der Streulichtblitze ausgezählt wurden: Die Ergebnisse können sowohl durch Ladungsneutralisation als auch den umgekehrten Mechanismus sowie durch Brückenbildung zwischen den Teilchen erklärt werden. Bei Polyelektrolyten wurden einige ungewohnte Eigenschaften festgestellt. Bei Erhöhung der Polymerkonzentration wurden Flockung, Restabilisierung und sekundäre Flockung beobachtet. Mögliche Erklärungen für diese Ergebnisse wurden vorgeschlagen.

Résumé

On a étudié la flocculation de particules colloidales en solution par des polyméres en fonction du poids molecculaire du polymére, de la taille des particules et de leur concentration. Les systèmes considérés sont du kaolin avec acrilamide et surtout du latex de polystyrene avec un polyelectrolyte cationique. On suivit la flocculation en contant les particules à l'aide d'un ultramicroscope à écoulement. On interprète les résultats en terme de neutralisation de charge et de changement de signe, et d'une pontage interparticule par les polyméres. On a observé un comportement inhabituel avec les polyelectrolytes: une flocculation, suivie d'une stabilisation et d'une nouvelle flocculation lorsque le concentration en polymère augmente. On tente d'expliquer ces resultats.