Charakterisierung von Grenzflächen zwischen zwei Flüssigkeiten unter hoch-dynamischen Bedingungen

• Antragsteller: Dr. Reinhard Miller
• Fachliche Zuordnung: Chemische und Thermische Verfahrenstechnik
• Förderung: Förderung von 2007 bis 2012
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 43352433

• Erstellungsjahr: 2011

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Sehr schnelle Tropfenbildungsprozesse einer Flüssigkeit in einer anderen zweiten nicht mischbaren Flüssigkeit sowie die anschließende Stabilisierung der kleinen Tröpfchen haben in vielen technischen Verfahren mit dispersen Systemen eine dominierende Rolle. Die in solchen Prozessen entstehenden Grenzflächen unterliegen einer sehr starken Deformation und befinden sich darüber hinaus in einem extremen Nicht-Gleichgewichtszustand. Diese macht die Bedeutung der dynamischen Grenzflächenspannung und der Grenzflächenrheologie unter technologierelevanten Prozessbedingungen deutlich. Deren quantitative Erfassung bei sehr geringem Alter der Grenzfläche (<10ms) bzw. bei hohen Frequenzen (bis zu 100Hz) war das Ziel des Projektes. Dafür wurden vorrangig Modellsysteme untersucht aber auch solche, die für andere Projekte innerhalb des SPP 1273 von Bedeutung waren. Die durchgeführten Untersuchungen dienen dem besseren Verständnis der Stabilisierungsmechanismen disperser Systeme mit Tensiden, Biopolymeren sowie modifizierten Mikropartikeln und lieferten experimentelle Daten für Simulationen von Elementarprozessen der Emulgierung. Einen weiteren Schwerpunkt bildeten Arbeiten zum theoretischen Verständnis der Hydrodynamik im Zusammenhang mit den dynamischen Adsorptionsprozessen von Molekülen und Partikeln an der Grenzfläche wachsender und oszillierender Einzeltropfen.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Adsorption layer characterisfics of mixed oxyethylated surfactant solutions, J. Phys. Chem. B, 114 (2010) 4503-4508
  V.B. Fainerman, E.V. Aksenenko, J.T. Petkov and R. Miller
  
• Adsorption layer characteristics of mulficomponent surfactants solutions, Soft Matter, 6 (2010) 4694-4700
  V.B. Fainerman, E.V. Aksenenko, J.T. Petkovand R. Miller
  
• Adsorption of alkanes from the vapour phase on water drops measured by drop profile analysis tensiometry. Soft Matter, 6 (2010) 4710-4714
  A. Javadi, N. Moradi, H. Möhwald and R. Miller
  
• Alkyltrimethylammonium bromides adsorption at liquid/fluid interfaces in the presence of neutral phosphate buffer. Colloids Surfaces A, 371 (2010) 22-28
  V. Pradines, V.B. Fainerman, E.V. Aksenenko, J. Krägel, N. Mucic and R. Miller
  
• Capillary Pressure Studies of Adsorption Layers at Water/Hydrocarbon Interfaces, Proceedings of the 5th CME 2010, Lyon, No. 0232, 1-6
  R. Miller, A. Javadi, N. Mucic, N. Moradi, M. Born, J. Krägel, G. Loglio, P. Pandolfini, A.V. Makievski, M.E. Leser, L. Liggieri, F. Ravera, Ch. Eigenbrod, S. Mawn and V.l. Kovalchuk
  
• Capillary pressure studies under low gravity conditions. Adv. Colloid Interface Sci., 161 (2010) 102-114
  V.l. Kovalchuk, F. Ravera, L. Liggieri, G. Loglio, P. Pandolfini, A.V. Makievski, S. Vincent-Bonnieu, J. Krägel, A. Javadi and R. Miller
  
• Dynamic surface tension of mixed oxyethylated surfactant solutions, Colloids Surfaces A, 365 (2010) 210-214
  E.V. Aksenenko, V.B. Fainerman, J.T. Petkov and R. Miller
  
• Foam Films from Oppositely Charged Polyelectrolyte/Surfactant Mixtures: Effect of Polyelectrolyte and Surfactant Hydrophobicity on Film Stability, Langmuir, 26(2010) 9321-9327
  N. Kristen, A. Vüllings, A. Laschewsky, R. Miller and R. von Klitzing
  
• Interface and bulk exchange: Single drops experiments and CFD simulations. Colloids Surfaces A, 365 (2010) 145-153
  A. Javadi, J.K. Ferri, T.D. Karapantsios and R. Miller
  
• Rheology and structure formation in diluted mixed particle-surfactant systems, Langmuir, 26 (2010) 16754-16761
  S. Limage, J. Krägel, M. Schmitt, C. Dominici, R. Miller and M. Antoni
  
• Rheology of interfacial layers. Colloid Polymer Sci., 288 (2010) 937-950
  R. Miller, J.K. Ferri, A. Javadi, J. Krägel, N. Mucic and R. Wüstneck
  
• Short Time Dynamic Interfacial Tension as Studied by the Growing Drop Capillary Pressure Technique, Colloids Surfaces A, 365 (2010)62-69
  A. Javadi, J. Krägel, P. Pandolfini, G. Loglio, V.l. Kovalchuk, E.V. Aksenenko, F. Ravera, L. Liggieri and R. Miller
  
• Advances in calculation methods for the determination of surface tensions in drop profile analysis tensiometry, in "Bubble and Drop Interfaces", Vol. 2, Progress in Colloid and Interface Science, R. Miller and L. Liggieri (Eds.), Brill Publ., Leiden, 2011, 49-74, ISBN 978 90 04 17495 5
  S.A. Zholob, A.V. Makievski, R. Miller and V.B. Fainerman
  
• Coaxial Capillary Pendant Drop Experiments with Subphase Exchange, in "Bubble and Drop Interfaces", Vol. 2, Progress in Colloid and Interface Science, R. Miller and L. Liggieri (Eds.), Brill Publ., Leiden, 2011, p. 237-273; ISBN 978 90 04 17495 5
  J.K. Ferri, A.D. Cramer, Cs. Kotsmar and R. Miller
  
• Direct determination of protein and surfactant adsorpfion by drop and bubble profile tensiometry, in "Bubble and Drop Interfaces", Vol. 2, Progress in Colloid and Interface Science, R. Miller and L. Liggieri (Eds.), Brill Publ., Leiden, 2011, p. 218-236; ISBN 978 90 04 17495 5
  V.B. Fainerman and R. Miller
  
• Study of dynamic interfacial tension of alkyl sulphates with different alkyl chain lengths at the water/hexane interface. Colloids Surfaces A, 382 (2011) 181-185
  A. Sharipova, S.B. Aidarova, V.B. Fainerman and R. Miller
  
• Study of the monolayer stmcture and wettability properties of silica nanoparticles and CTAB using the Langmuir trough technique. Colloids Surfaces A, 382 (2011) 186-191
  E. Santini, J. Krägel, F. Ravera, L. Liggieri and R. Miller