Dispersionen kurz erklärt

Abbildung 1: Um die Einnahme zu erleichtern, werden Medikamente in Form von auflösbaren Tabletten hergestellt. Diese bilden nach dem Auflösen eine Suspension aus Wasser und festem Wirkstoff.

Dispersionen bestehen aus mindestens zwei unterschiedlichen Phasen. Die Phasen können in eine disperse und die kontinuierliche Phase unterteilt werden. Viele Produkte in der Industrie und aus dem Alltag sind Dispersionen; dazu zählen beispielsweise Milch, Dispersionsfarbe oder Cremes. Für deren Weiterentwicklung sind genaue Studien der Dispersionsstabilität unumgänglich.

Was sind Dispersionen?

Dispersionen sind heterogene Systeme, die aus mindestens zwei nicht mischbaren Phasen bestehen. Man unterscheidet dabei die disperse und die kontinuierliche Phase. Die disperse Phase besteht aus kleineren Partikeln oder Tropfen, die in der kontinuierlichen Phase verteilt sind. Die kontinuierliche Phase ist in der Regel in größerer Menge vorhanden und umgibt die dispergierten Bestandteile (vgl. Abbildung 2).

Die folgende Tabelle klassifiziert Dispersionen in Bezug auf die Aggregatzustände der dispersen und kontinuierlichen Phase:

Dispersionstyp	Kontinuierliche Phase	Disperse Phase
Emulsion	flüssig	flüssig
Schaum	flüssig	gasförmig
Suspension	flüssig	fest
Nebel	gasförmig	flüssig
Rauch	gasförmig	fest
Feuchter, poröser Festkörper	fest	flüssig
Trockener, poröser Festkörper	fest	gasförmig
Feste Mischung	fest	fest

Dispersionen können auch nach ihrer Partikelgröße eingeteilt werden. Systeme mit kleineren Partikeln sind in der Regel stabiler.

Molekulardisperse Systeme beinhalten Partikel, die kleiner als 1 nm sind.
Kolloidale Dispersionen beinhalten Partikel zwischen 1 µm und 1 nm.
Grobdispersionen beinhalten Partikel größer als 1 µm.

Dispersionen in der PraxisDispersionen begegnen uns im täglichen Leben in vielerlei Produkten, angefangen bei Salatdressings, Mischgetränken und Bier im Lebensmittelbereich, über Emulsionen und Cremes im kosmetischen und pharmazeutischen Bereich bis hin zu mehrphasigen Reinigungsmitteln, Dispersionsfarben sowie Dichtschlämmen im Bauwesen. Für all diese Produkte ist die Dispersionsstabilität ein äußerst wichtiger Parameter, der im Zuge der Produktentwicklung genau analysiert und optimiert werden muss.
Warum ist die Stabilität von Dispersionen wichtig?Die Stabilität beschreibt die Fähigkeit einer Dispersion, ihre ursprüngliche Struktur und Eigenschaften über einen bestimmten Zeitraum hinweg aufrechtzuerhalten. Eine stabile Dispersion zeigt wenig oder keine Veränderungen in Bezug auf Partikelgröße, Phasentrennung und weitere Eigenschaften. Instabile Dispersionen hingegen zeigen Destabilisierungsprozesse wie Sedimentation, Aufrahmung, Koaleszenz, Agglomeration und Aggregation.
Wie kann die Stabilität von Emulsionen, Suspensionen und Schäume charakterisiert werden?Die Stabilität und das Alterungsverhalten flüssiger Dispersionen wie Emulsionen, Suspensionen und Schäume können optisch analysiert werden. Eine solche Dispersionsstabilitätsanalyse kann beispielsweise mit dem MultiScan MS 20 von DataPhysics Instruments durchgeführt werden. Hierbei wird gemessen, wie sich das Transmissions- und Rückstreuverhalten einer Lichtquelle, die auf die Probe gerichtet ist, mit der Zeit ändert.

Abbildung 2: Eine Dispersion besteht aus einer kontinuierlichen Phase (blau), die in der Regel in größerer Menge vorliegt, und einer dispersen Phase (rot).

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