Dispersionssysteme

Dispersionssysteme sind mehrphasenige Stoffsysteme, in denen eine dispersed Phase als feine Tröpfchen oder Partikel in einer kontinuierlichen Phase verteilt ist. Die Teilchengröße liegt typischerweise im Nanometer- bis Mikrometerbereich, wodurch sich kolloidale Dispersionen von groberen Suspensionen unterscheiden. Zu den Hauptformen gehören kolloidale Dispersionen, Emulsionen sowie Schäume und Aerosole, je nachdem, welche Phasen verteilt sind.

Bei kolloidalen Dispersionen handelt es sich um fein verteilte Feststoffe in Flüssigkeiten (zum Beispiel Tonpartikel in Wasser) oder feine Flüssigkeiten in Feststoffen; Emulsionen beinhalten zwei miteinander nicht mischbare Flüssigkeiten, Öl-in-Wasser oder Wasser-in-Öl, die durch Grenzflächenstabilisierung stabilisiert werden. Schäume bestehen aus Gas, das in einer Flüssigkeit oder einem Festkörper dispergiert ist, während Aerosole feine Partikel in Gas enthalten.

Die Stabilität von Dispersionssystemen hängt stark von der Stabilisierung der Grenzflächen ab. Mechanismen sind elektrostatische Stabilisierung (Ladungen und Doppelschicht), sterische Stabilisierung (polimerische oder molekulare Barrieren) oder deren Kombination. Additive wie Emulgatoren, Stabilisatoren oder Verdickungsmittel verbessern die Verträglichkeit zweier Phasen und verhindern Koaleszenz, Sedimentation oder Phasen-Trennung.

Anwendungen umfassen Lebensmittel, Pharmazie und Kosmetik, Beschichtungen, Kleb- und Lacksysteme sowie technische Anwendungen in der Chemie und Umwelttechnik. Die Eigenschaften von Dispersionssystemen werden durch Parameter wie mittlere Teilchengröße, Verteilungsbreite, Oberflächenladung (Zeta-Potential) und Viskosität charakterisiert. Typische Herstellungsverfahren schließen Homogenisieren, Emulgieren, Zerstäuben und Mikro- bzw. Nanoemulsifikation ein.