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Emulsionen
Tharwat F. Tadros
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Naturwissenschaften, Medizin, Informatik, Technik / Chemische Technik
Beschreibung
Kapitel 1 Allgemeine EinfuhrungDefinition von Emulsionen und die Rolle des Emulgators. Klassifizierung aufgrund der Art des Emulgators. Klassifizierung auf der Grundlage der Struktur des Systems. Allgemeine Instabilitatsprobleme bei Emulsionen: Kremierung/Sedimentation, Ausflockung, Ostwald-Reifung, Koaleszenz und Phasenumkehr. Bedeutung von Emulsionen in verschiedenen industriellen Anwendungen.Kapitel 2 Thermodynamik der Emulsionsbildung und -zersetzungAnwendung des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik auf die Emulsionsbildung: Gleichgewicht von Energie und Entropie und nicht-spontane Bildung von Emulsionen. Zersetzung der Emulsion durch Ausflockung und Koaleszenz in Abwesenheit eines Emulgators. Die Rolle des Emulgators bei der Verhinderung von Ausflockung und Koaleszenz durch die Schaffung einer Energiebarriere, die sich aus den Abstoungsenergien zwischen den Tropfchen ergibt.Kapitel 3 Wechselwirkungskrafte zwischen EmulsionstropfchenVan-der-Waals-Anziehung und ihre Abhangigkeit von der Tropfchengroe, der Hamaker-Konstante und dem Abstand zwischen den Tropfchen. Elektrostatische Abstoung aufgrund des Vorhandenseins elektrischer Doppelschichten und ihre Abhangigkeit vom Oberflachenpotential (oder Zeta-Potential) und der Konzentration und Wertigkeit des Elektrolyten. Kombination der van-der-Waals-Anziehung mit der Doppelschichtabstoung und der Theorie der Kolloidstabilitat. Sterische Abstoung aufgrund der Anwesenheit adsorbierter nichtionischer Tenside und Polymere. Kombination der van-der-Waals-Attraktion mit der sterischen Abstoung und die Theorie der sterischen Stabilisierung.Kapitel 4 Adsorption von Tensiden an der Ol/Wasser-GrenzflacheThermodynamische Analyse der Adsorption von Tensiden und die Gibbs'sche Adsorptionsisotherme. Berechnung der Menge der Tensidadsorption und der Flache pro Tensidmolekul an der Grenzflache. Experimentelle Techniken zur Messung der Grenzflachenspannung.Kapitel 5 Mechanismus der Emulgierung und die Rolle des EmulgatorsBeschreibung der Faktoren, die fur die Verformung der Tropfchen und ihr Auseinanderbrechen verantwortlich sind. Rolle des Tensids bei der Verhinderung der Koaleszenz wahrend der Emulgierung. Definition der Gibbs'schen Dilatationselastizitat und des Marangoni-Effekts bei der Verhinderung der Koaleszenz.Kapitel 6 Methoden der EmulgierungRohrstromung, statische Mischer und Hochgeschwindigkeitsruhrer (Rotor-Stator-Mischer). Laminare und turbulente Stromung. Emulgieren mit Membranen. Hochdruckhomogenisatoren und Ultraschallverfahren.Kapitel 7 Auswahl der EmulgatorenDas Hydrophil-Lipophil-Gleichgewicht (HLB) und seine Anwendung bei der Auswahl von Tensiden. Berechnung der HLB-Zahlen und die Auswirkungen der Art der Olphase. Die Methode der Phaseninversionstemperatur (PIT) zur Auswahl von Emulgatoren. Die Methode des Kohasionsenergieverhaltnisses fur die Emulgatorauswahl.Kapitel 8 Aufrahmung/Sedimentation von Emulsionen und ihre VerhinderungTriebkraft fur die Cremation/Sedimentation: Einfluss der Schwerkraft, der Tropfchengroe und des Dichteunterschieds zwischen Ol und kontinuierlicher Phase. Berechnung der Cremierungs-/Sedimentierungsrate in verdunnten Emulsionen. Einfluss der Erhohung des Volumenanteils der dispersen Phase auf die Kremierungs-/Sedimentationsrate. Verminderung der Kremierung/Sedimentation: Gleichgewicht der Dichte der beiden Phasen, Verringerung der Tropfchengroe und Wirkung der Zugabe von "e;Verdickungsmitteln"e;.Kapitel 9 Ausflockung von Emulsionen und ihre VerhinderungFaktoren, die die Ausflockung beeinflussen. Berechnung der schnellen und langsamen Ausflockungsrate. Definition des Stabilitatsverhaltnisses und seine Abhangigkeit von der Elektrolytkonzentration und der Wertigkeit. Definition der kritischen Koagulationskonzentration und ihre Abhangigkeit von der Elektrolytauflosung. Verringerung der Ausflockung durch Verstarkung der Abstoungskrafte.Kapitel 10 Ostwald-Reifung und ihre VerringerungFaktoren, die fur die Ostwald-Reifung verantwortlich sind: Unterschiedliche Loslichkeit zwischen kleinen und groen Tropfen und die Kelvin-Gleichung. Berechnung der Rate der Ostwald-Reifung. Verringerung der Ostwald-Reifung durch Zugabe einer kleinen Menge hochunloslichen Ols. Verringerung der Ostwald-Reifung durch die Verwendung von stark adsorbierten polymeren Tensiden und Erhohung der Gibbs-Elastizitat. Kapitel 11 Emulsionskoaleszenz und ihre Verhinderung der Emulsionskoaleszenz: Verdunnung und Unterbrechung des Flussigkeitsfilms zwischen den Tropfchen. Das Konzept des Trennungsdrucks zur Verhinderung der Koaleszenz. Methoden zur Verringerung oder Beseitigung der Koaleszenz: Verwendung von gemischten Tensidfilmen, Verwendung von lamellaren flussigkristallinen Phasen und Verwendung von polymeren Tensiden.Kapitel 12 Phaseninversion und ihre VerhinderungUnterscheidung zwischen katastrophaler und transienter Phaseninversion. Einfluss des dispersen Volumenanteils und der HLB-Zahl des Tensids. Erlauterung der fur die Phaseninversion verantwortlichen Faktoren.Kapitel 13 Charakterisierung von EmulsionenMessung der Tropfchengroenverteilung : Optische Mikroskopie und Bildanalyse. Phasenkontrast- und PolarisationsmikroskopieBeugungsmethoden. Konfokale Lasermikroskopie. RuckstreuungsmethodenKapitel 14 Industrielle Anwendung von Emulsionen14.1 Anwendung in der Pharmazie14.2 Anwendung in der Kosmetik14.3 Anwendung in der Agrochemie14.4 Anwendung in der Farbenindustrie14.5 Anwendung in der Olindustrie
