Mikroemulsionen

Darstellung von Mikroemulsionen mittels Phasendiagrammen

Mikroemulsionen sind Mischungen von mindestens drei KomponentenWasser (A), Öl (B), Tensid (C) (Tensid/Cotensid-Mischung, Cotensid-i.d.R. länger-kettiger Alkohol)

Binäres System Mischung Öl/Wasser – nahezu völlige Unmischbarkeit; eine Mischungslücke AB existiert fast über den gesamten Konzentrationsbereich

Binäres System Mischung Wasser/Tensid – bei niedriger Temperatur und geringen AC Konzentrationen echte Lösung; wenn c dann mesomorphe Phasen; wenn T dann anisotrope

Bereiche

Binäres System Mischung Öl/Tensid – Mischungslücke auf der ölreichen Seite, BC wenn T dann wird Mischungslücke kleiner

Winsor I – System zwei entmischte Phasenuntere Phase: o/w - Mikroemulsionobere Phase: Öl

Winsor II – System zwei entmischte Phasenuntere Phase: Wasserobere Phase: w/o – Mikroemulsion

Winsor III – System drei entmischte Phasenuntere Phase: Wasserobere Phase: Ölmittlere Phase: Mikroemulsion als bikontinuierlichePhase mit Domänenstruktur

T2

T*

T1

W + L

W + L + O

L + O

L L + L L

C*

Visualisierung der bikontinuierlichen Phase einer Mikroemulsion

Anwendungen von Mikroemulsionen in der Praxis

Wichtigstes Merkmal: SolubilisierungSolubilisierung beschreibt die Erhöhung der Löslichkeit normalerweise unlöslicher oder schwach löslicher Stoffe durch Zusatz geeigneter grenzflächenaktiver Substanzen(Tenside). Die Konzentration dieser Tenside muß die kritische Mizellbildungskonzentration(cmc) überschreiten.

Mikroemulsionen als Reaktionsmedium

- Solubilisierung von polaren als auch unpolaren Molekülen- die dispergierte Phase (Mikrotröpfchen) agiert in Form von Nanoreaktoren

Beispiele:• Hydrolyse pflanzlicher Öle durch Lipasen• Herstellung monodisperser Halbleiter (z.B. CdS), Supraleiter oder von feinstdispersen Katalysatoren• Polymerisation von Styrol und anderer wasserunlöslicher Monomerer

Zu beachtende Aspekte:• Wahl des geeigneten Tensids• ggfs. Einfluß des anorganischen Reaktanten auf das Phasenverhalten der Mikroemulsion• Beobachtung des Phasenverhaltens während der Produktbildung im Verlauf der Reaktion (u.U. Temperaturanpassung)• Idealerweise Phasentrennung durch bloße Temperaturänderung (Tenside und Reaktionsprodukte sollten in verschiedenen Phasen vorliegen)

Weitere Anwendungsmöglichkeiten:

Schmiermittel und Schneidöle Formulierungsmittel bei Pharmazeutika, Kosmetika und Agrochemikalien Textilveredlung

Nanokapseln in der Wirkstoffapplikation

Mikroemulsionsphasen als Nanokompartimente, eingebettet in Tabletten-Formulierungen, dienen zum „controlled drug release“. Die w/o- Mikroemulsionnimmt wasserlösliche Wirkstoffe auf und wird so durch die Membranen des biologischen Systems geschleust, anwendbar in der Pharmazie und Pflanzenschutz.Geschickte, zielgerichtete Funktionalisierung der Oberfläche der Nanokapseln aufbestimmte Targets im Biosystem erhöhen und verbessern die potentiellen Einsatzmöglichkeiten.