Rheometrie und Rheologie

Rheologische Materialfunktionen; Relevanz rheologischer Größen in der Produktentwicklung, Qualitätsmanagement und Verarbeitung; praxisrelevante Schergeschwindigkeiten; Kugelfall- und Auslaufviskosimeter, Kegel-Platte-, Platte-Platte-, koaxiales Zylinderrheometer, Hochdruck-Kapillarrheometer; Energiedissipation bei einer Scherung; thermo-rheologisches Verhalten; Schwingungsrheologie, Cox-Merz Beziehung, Time-Temperature Superposition, Einführung in die Dehnrheologie (CaBER-Experiment)

Anwendungsbeispiele: Auslegung eines Spenders für kosmetische Produkte, Ermittlung der (Temperatur-) Stabilität von Emulsionen mittels Schwingungsanalyse.

Rheologie disperser Systeme: kolloidale Partikel-Wechselwirkung, hydrodynamische Wechselwirkungen, Partikelgrößenverteilung, Partikelform, Viskosität und Volumenanteil/Feststoff, Suspensionen repulsiv und attraktiv wechselwirkender Partikel, Scherverdickung, Thixotropie, Fließgrenze.

Stabilität von Dispersionen und Emulsionen

DLVO-Theorie, sterische Wechselwirkungen, sog. Verarmungs- (depletion) Wechselwirkung.

Dispersionen: elektrostatische und sterische Stabilisierung, Flockung und Koagulation.

Emulsionen: Herstellung von Emulsionen, Stabilisierung durch Tenside, Thermodynamik von Oberflächen, Gibbs Adsorptionsgleichung, Grenz- und Oberflächenspannung / Benetzung, Aufrahmung und Sedimentation, Koaleszenz, Ostwald-Reifung, Stabilisierung durch Polymere, Proteine, feste Partikel (Pickering Emulsionen)

Mikrorheologie

Grundlagen und experimentelle Methoden, verallgemeinerte Stokes-Einstein-Beziehung, Anwendungsbeispiele für die Video Particle Tracking und Diffusing Wave Spectroscopy Methoden.

Hochfrequenzrheometrie

Oszillatorische Quetschströmung – Torsions Resonanzoszillation - Tensid Grundladen - linear viskoelastische Eigenschaften – Persistenzlänge – Stabilität konzentrierter Dispersionen – kolloidale und hydrodynamische Wechselwirkungen.

Partikelgrößenbestimmung

Streumethoden, Charakterisierung von Partikeln, Partikelgrößenverteilungen, Messtechniken.

Literatur

T. Cosgrove: Colloid Science - Principles, Methods and Applications, Wiley VCH, 2010

D. Fennel Evans: The Colloid Domain, Wiley VCH, 1994

P. C. Hiemenz and R. Rajagopalan: Principles of Colloid and Surface Chemistry, 3rd Ed. Marcel Dekker, 1997

G. Lagaly, O. Schulz, R. Zimehl: Dispersionen und Emulsionen, Steinkopf, 1997

L. L. Schramm: Emulsions, Foams and Suspensions - Fundamentals and Applications, Wiley VCH, Weinheim, 2005

T. Tados (Ed.): Colloid Stability, Vol. I: The Role of Surface Forces - Part I; Colloids and Interface Science Series (Band I), Wiley VCH, Weinheim, 2006

Gardel ML, Valentine MT, Weitz DA (2005) Microrheology. In: Breuer K (ed) Microscale Diagnostic Techniques. Springer, Berlin

Waigh, T.A., “Microrheology of complex fluids,” Rep. Prog. Phys. 68, 685–742 (2005)