Bücher von Tharwat F. Tadros

Kapitel 1 Allgemeine EinführungDefinition von Emulsionen und die Rolle des Emulgators. Klassifizierung aufgrund der Art des Emulgators. Klassifizierung auf der Grundlage der Struktur des Systems. Allgemeine Instabilitätsprobleme bei Emulsionen: Kremierung/Sedimentation, Ausflockung, Ostwald-Reifung, Koaleszenz und Phasenumkehr. Bedeutung von Emulsionen in verschiedenen industriellen Anwendungen.Kapitel 2 Thermodynamik der Emulsionsbildung und -zersetzungAnwendung des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik auf die Emulsionsbildung: Gleichgewicht von Energie und Entropie und nicht-spontane Bildung von Emulsionen. Zersetzung der Emulsion durch Ausflockung und Koaleszenz in Abwesenheit eines Emulgators. Die Rolle des Emulgators bei der Verhinderung von Ausflockung und Koaleszenz durch die Schaffung einer Energiebarriere, die sich aus den Abstoßungsenergien zwischen den Tröpfchen ergibt.Kapitel 3 Wechselwirkungskräfte zwischen EmulsionströpfchenVan-der-Waals-Anziehung und ihre Abhängigkeit von der Tröpfchengröße, der Hamaker-Konstante und dem Abstand zwischen den Tröpfchen. Elektrostatische Abstoßung aufgrund des Vorhandenseins elektrischer Doppelschichten und ihre Abhängigkeit vom Oberflächenpotential (oder Zeta-Potential) und der Konzentration und Wertigkeit des Elektrolyten. Kombination der van-der-Waals-Anziehung mit der Doppelschichtabstoßung und der Theorie der Kolloidstabilität. Sterische Abstoßung aufgrund der Anwesenheit adsorbierter nichtionischer Tenside und Polymere. Kombination der van-der-Waals-Attraktion mit der sterischen Abstoßung und die Theorie der sterischen Stabilisierung.Kapitel 4 Adsorption von Tensiden an der Öl/Wasser-GrenzflächeThermodynamische Analyse der Adsorption von Tensiden und die Gibbs'sche Adsorptionsisotherme. Berechnung der Menge der Tensidadsorption und der Fläche pro Tensidmolekül an der Grenzfläche. Experimentelle Techniken zur Messung der Grenzflächenspannung.Kapitel 5 Mechanismus der Emulgierung und die Rolle des EmulgatorsBeschreibung der Faktoren, die für die Verformung der Tröpfchen und ihr Auseinanderbrechen verantwortlich sind. Rolle des Tensids bei der Verhinderung der Koaleszenz während der Emulgierung. Definition der Gibbs'schen Dilatationselastizität und des Marangoni-Effekts bei der Verhinderung der Koaleszenz.Kapitel 6 Methoden der EmulgierungRohrströmung, statische Mischer und Hochgeschwindigkeitsrührer (Rotor-Stator-Mischer). Laminare und turbulente Strömung. Emulgieren mit Membranen. Hochdruckhomogenisatoren und Ultraschallverfahren.Kapitel 7 Auswahl der EmulgatorenDas Hydrophil-Lipophil-Gleichgewicht (HLB) und seine Anwendung bei der Auswahl von Tensiden. Berechnung der HLB-Zahlen und die Auswirkungen der Art der Ölphase. Die Methode der Phaseninversionstemperatur (PIT) zur Auswahl von Emulgatoren. Die Methode des Kohäsionsenergieverhältnisses für die Emulgatorauswahl.Kapitel 8 Aufrahmung/Sedimentation von Emulsionen und ihre VerhinderungTriebkraft für die Cremation/Sedimentation: Einfluss der Schwerkraft, der Tröpfchengröße und des Dichteunterschieds zwischen Öl und kontinuierlicher Phase. Berechnung der Cremierungs-/Sedimentierungsrate in verdünnten Emulsionen. Einfluss der Erhöhung des Volumenanteils der dispersen Phase auf die Kremierungs-/Sedimentationsrate. Verminderung der Kremierung/Sedimentation: Gleichgewicht der Dichte der beiden Phasen, Verringerung der Tröpfchengröße und Wirkung der Zugabe von "Verdickungsmitteln".Kapitel 9 Ausflockung von Emulsionen und ihre VerhinderungFaktoren, die die Ausflockung beeinflussen. Berechnung der schnellen und langsamen Ausflockungsrate. Definition des Stabilitätsverhältnisses und seine Abhängigkeit von der Elektrolytkonzentration und der Wertigkeit. Definition der kritischen Koagulationskonzentration und ihre Abhängigkeit von der Elektrolytauflösung. Verringerung der Ausflockung durch Verstärkung der Abstoßungskräfte.Kapitel 10 Ostwald-Reifung und ihre VerringerungFaktoren, die für die Ostwald-Reifung verantwortlich sind: Unterschiedliche Löslichkeit zwischen kleinen und großen Tropfen und die Kelvin-Gleichung. Berechnung der Rate der Ostwald-Reifung. Verringerung der Ostwald-Reifung durch Zugabe einer kleinen Menge hochunlöslichen Öls. Verringerung der Ostwald-Reifung durch die Verwendung von stark adsorbierten polymeren Tensiden und Erhöhung der Gibbs-Elastizität. Kapitel 11 Emulsionskoaleszenz und ihre Verhinderung der Emulsionskoaleszenz: Verdünnung und Unterbrechung des Flüssigkeitsfilms zwischen den Tröpfchen. Das Konzept des Trennungsdrucks zur Verhinderung der Koaleszenz. Methoden zur Verringerung oder Beseitigung der Koaleszenz: Verwendung von gemischten Tensidfilmen, Verwendung von lamellaren flüssigkristallinen Phasen und Verwendung von polymeren Tensiden.Kapitel 12 Phaseninversion und ihre VerhinderungUnterscheidung zwischen katastrophaler und transienter Phaseninversion. Einfluss des dispersen Volumenanteils und der HLB-Zahl des Tensids. Erläuterung der für die Phaseninversion verantwortlichen Faktoren.Kapitel 13 Charakterisierung von EmulsionenMessung der Tröpfchengrößenverteilung : Optische Mikroskopie und Bildanalyse. Phasenkontrast- und PolarisationsmikroskopieBeugungsmethoden. Konfokale Lasermikroskopie. RückstreuungsmethodenKapitel 14 Industrielle Anwendung von Emulsionen14.1 Anwendung in der Pharmazie14.2 Anwendung in der Kosmetik14.3 Anwendung in der Agrochemie14.4 Anwendung in der Farbenindustrie14.5 Anwendung in der Ölindustrie

Tenside sind oberflächenaktive Stoffe, Moleküle, die eine wichtige Rolle in Emulsionen, Suspensionen und Schäumen spielen. Sie finden breite Anwendung in der Körperpflege, Kosmetik, Pharmazie, Agrochemie und Lebensmittelindustrie. Ihre Klassifizierung, ihre physikalischen Eigenschaften, ihr Phasenverhalten, ihre Wirkungen und Anwendungen werden in diesem Buch praxisnah behandelt.

Formulierungstechnik und Aufbereitung schließt sich der Synthese und Reinigung an, um eine gute Entfaltung eines Wirkstoffes und eine optimale Handels- oder Verkaufsform zu erreichen. Nach einer allgemeinen Einführung, in der die Wechselwirkungskräfte zwischen Partikeln und Tröpfchen, Systeme der Selbstorganisation, polymere Tenside und Nanoemulsionen, befasst sich das Buch mit industriellen Beispielen, die von Schäumen und Seifen bis hin zu Haarpflege-, Sonnenschutz- und Make-up-Produkten reichen. Formulierungen kombiniert Informationen, die sowohl von Formulierungschemikern als auch von Forschern in der kosmetischen Industrie, aufgrund der wachsenden Anzahl von Produkten benötigt werden.

Volume 1 of Formulation Science and Technology is a survey of the theory of formulations in a variety of fields, as well as their rheological characterization. It offers in-depth explanations for research scientists, universities, and industry practitioners looking for a complete understanding of how different formulations behave and how to influence their performance.

Volume 1 of the Handbook of Colloid and Interface Science is a survey of the theory of colloids in a variety of fields, as well as theircharacterization by rheology. It is an ideal reference work for research scientists, universities, and industry practitioners looking for a complete understanding of how colloids and interfaces behave.

The main objective of this volume is to demonstrate the importance of the fundamental aspects of interfacial phenomena in various industrial applications.The textprovides the reader with the knowledge that is essential for thecomposition of the complex multi-phase systems used in the above mentioned areas of application. It should enable the physical and formulation chemist as well as the chemical engineer in designing the formulation on the basis of a rational approach. It will also enable the formulation scientist to better understanding the factors responsible for producing a stable product with optimum application conditions. The book should also be very useful for teaching the subject of formulation at academic institutions.

This fundamental book on interfacial phenomena forms the basis of application of interface and colloid science to various disperse systems. These include suspensions, emulsions, nano-dispersions, wetting, spreading, deposition and adhesion of particles to surfaces. These systems occur in most industrial applications, such as personal care and cosmetic formulations, pharmaceutical systems particularly for controlled and targeted delivery of drugs, agrochemical formulations and enhancement of their biological performance, paints and coatings as well as most food formulations. These applications are described in volume 2. The text is very valuable for formulation chemists, chemical engineers and technologies who are involved in such applications. In addition this fundamental text is also valuable for research scientists and Ph.D. students investigating various aspects of interface and colloid science.

General introduction - Definition of nanodispersions (nanosuspensions, nanoemulsions, swollen micelles or microemulsions, liposomes and vesicles) and their size range. General description of their colloid stability. Main advantages of nanodispersions and their industrial applications.Preparation of nanosuspensions by top-up process - Nucleation and growth and control of particle size distribution. Factors determining the formation of narrow particle size distribution. Role of surfactants and polymers. Preparation of nano-polymer colloids (lattices) by emulsion and dispersion polymerization. Factors affects the stability of nanosuspensions.Preparation of nanosuspensions by bottom down process - Dispersion of preformed particles in liquids and the need of a wetting agent. Break-up of aggregates and agglomerates by application of high speed stirrers. Reduction of particle size by application of intense energy (microfluidization or bead milling). Maintenance of the colloid stability of the resulting particles. Reduction of Ostwald ripening.Industrial applications of nanosuspensions - Application in pharmacy to enhance bioavailability, Application in sunscreens for UV protection. Application in paints and coatings.Preparation of nanoemulsions by the use of high pressure homogenisers - Principles of emulsion formation and the role of the emulsifier. Selection of emulsifiers. Methods of emulsification and prevention of coalescence during emulsification. Origin of colloid stability of nanoemulsions. Prevention of Ostwald ripeningLow energy methods for nanoemulsion preparation - The phase inversion composition method and the role of mixing the surfactant with oil and water. The phase inversion temperature method for preparation of nanoemulsions. Preparation of nanoemulsions by dilution of microemulsions.Practical examples of nanoemulsions and their industrial application - Nanoemulsions based on non-ionic surfactants and the role of the hydrophilic-lipophilic balance. Effect of oil solubility on the stabilityof nanoemulsions. Nanoemulsions based on polymeric surfactants. Applications in pharmacy and cosmetics.Swollen micelles or microemulsionsDefinition of microemulsions and their size range. Thermodynamic definition of microemulstions. Theories of microemulsion formation and stability. Characterisation of microemulsions using scattering, conductivity and NMR rechniques.Formulation of microemulsions and their industrial applications - Distinction between microemulsions and macroemulsions. Formulation of oil/water and water/oil microemulsions. Selection of emulsifiers for microemulsions. Application of microemulsions in tertiary oil recovery.Liposomes and vesicles - Formation of multilamellar lipid layers (liposomes) by dispersion of lipids in water. Formation of unilamellar vesicles by sonication of the liposomes. Factors responsible for stabilisation of liposomes and vesicles. Use of block copolymers to enhance the stability of vesicles. Applications of liposomes and vesicles in pharmacy and cosmetics.