Mikroemulsionen: Interne Grenzfläche und monomere Löslichkeit

Stefan Burauer, September 1997

In dieser Arbeit wurde die Kenntnis des Phasenverhaltens von H₂O n-Alkan CiEj (Alkylpolyglykolether) Systemen auf cyclische Öle wie Cyclohexan, Ethylbenzol, Toluol und Styrol übertragen. Im Zuge der Untersuchungen zum Phasenverhalten dieser Systeme wurde ein erstaunlich einfaches Verfahren entwickelt, das es erlaubt den Massenbruch des Tensids in der internen Grenzfläche und die monomere Löslichkeit des Tensids im Öl genau zu bestimmen. Zunächst beschränkt sich diese Methode auf nichtionische Tenside, die in Wasser wenig löslich sind. Die Anwendung dieses Verfahrens auf die Systeme H₂O cyclisches Öl C10Ej ergab, daß sich sowohl im Toluol als auch im Styrol große Mengen an C10Ej monomer lösen. Die großen monomeren Löslichkeiten in den beiden Ölen sind für die Verschiebung des einphasigen Gebietes zu großen Tensidmassenbrüchen, d.h. für die Ineffizienz der Tenside, verantwortlich. Im Anschluß an diese Untersuchungen wurde das Verfahren auf bekannte H₂O n-Alkan CiEj Systeme ausgedehnt. Wie Sottmann und Strey (J. Phys.: Cond. Matter 8, A39 (1996)) gezeigt haben, legt der Massen-bruch des Tensids in der internen Grenzfläche die Größe der Mikrostruktur und die Grenz-flächen-spannung zwischen der wasser- und ölreichen Phase fest. Für die kürzlich von Sottmann, Strey und Chen (J. Chem. Phys. 106, 6483 (1997)) mit Neutronen-kleinwinkelstreuung untersuchten Systeme dieses Typs wurden exakte Werte des Tensidmassenbruchs in der Grenzfläche und der monomeren Löslichkeit im Öl ermittelt. Die von Sottmann et al. bestimmten Werte für die Fläche pro Tensidmolekül und die Größen der internen Grenzflächen in bikontinuierlichen Mikroemulsionen von 17 verschiedenen Systemen wurden überprüft und eine gute Übereinstimmung gefunden.