Ostwaldrijping

Ostwaldrijping, ook wel Ostwald-rijping genoemd, is een coarsening-mechanisme in disperse systemen zoals emulsies, suspensies en polymeerblends. Het fenomeen houdt in dat kleinere druppels of korrels oplosbaar zijn in de continu fase en oplosbaar materiaal naar grotere druppels diffundeert. Daardoor verdwijnen veel kleine deeltjes en groeien grotere druppels, wat leidt tot een wijziging van de grootteverdeling en een toenemende gemiddelde afmeting van de dispersed phase.

Het mechanisme berust op de kromming van het druppeloppervlak. Volgens de Kelvin-vergelijking is de solubiliteit van materiaal in een klein druppel hoger dan in een groter druppel, waardoor stof van kleine naar grote druppels diffundeert. In de langetermijnsituatie wordt Ostwaldrijping vaak beschreven door de Lifshitz-Slyozov-Wagner (LSW) theorie: de gemiddelde straal R groeit met de tijd volgens R^3 ∝ t, wat in een dilute systeem correspondeert met R ∝ t^{1/3}.

Ostwaldrijping heeft betekenis voor verschillende toepassingen, waaronder farmaceutische formuleringen, voedingsmiddelen, cosmetica en polymeren, omdat coarsening instabiliteit en verandering in eigenschappen kan veroorzaken. Factoren die rijping beïnvloeden zijn onder meer interfaciale spanning, oplosbaarheid van de dispersed phase, diffusiecoëfficiënt en temperatuur. Stabilisatie tegen Ostwaldrijping kan worden bereikt door het gebruik van stabilisatoren zoals oppervlakte-actieve stoffen of Pickering-stabilisatie (deeltjes aan het interface), het beperken van de oplosbaarheid of het verhogen van de viscositeit van de continue fase.

Zie ook: coarsening; Kelvin- en Gibbs-Thomson-relatie; LSW-theorie.