@phdthesis{Meyer2003,
  author    = {Meyer, Kathrin},
  title     = {Nanomaterialien als Fließregulierungsmittel},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-5594},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2003},
  abstract  = {Die Fließeigenschaften von Pulvern spielen nicht nur in der pharmazeutischen Industrie, sondern auch in verschiedenen anderen Industriezweigen wie z.B. der Lebensmittelindustrie eine bedeutende Rolle. So werden Abf{\"u}llvorg{\"a}nge durch schlechte Fließeigenschaften erschwert. Um die Fließeigenschaften zu verbessern werden Fließregulierungsmittel zugesetzt. Obwohl ihr Gebrauch weit verbreitet ist, ist {\"u}ber ihren Wirkungsmechanismus wenig bekannt. Deshalb sind im Rahmen dieser Arbeit 14 beliebige Nanomaterialien aus verschiedensten Einsatzgebieten auf ihre fließregulierende Wirkung hin untersucht und bewertet worden. Daf{\"u}r wurden im Turbulamischer bin{\"a}re Pulvermischungen hergestellt und mittels Zugspannungstester und Analyse von REM-Aufnahmen ausgewertet. Dabei zeigte sich, dass die F{\"a}higkeit eines Stoffes, als Fließregulierungsmittel zu wirken, in erster Linie unabh{\"a}ngig von seiner chemischen Natur ist. Auch seine Prim{\"a}rpartikelgr{\"o}ße erweist sich zur Bestimmung der fließregulierenden Wirkung als nicht aussagekr{\"a}ftig. Vielmehr werden die Agglomerate eines Nanomaterials wie k{\"u}nstliche Rauigkeiten an die Oberfl{\"a}che des Tr{\"a}germaterials adsorbiert. Die Arbeitshypothese konnte dadurch best{\"a}tigt werden: Die Reduktion der Zugspannung ist allein von zwei Faktoren abh{\"a}ngig: von der Gr{\"o}ße der Agglomerate des Nanomaterials und von der Dichte, mit der diese Agglomerate die Oberfl{\"a}che des Tr{\"a}germaterials belegen. Ein Fließregulierungsmittel ist um so potenter, je kleiner seine Agglomerate sind und je dichter sie auf dem Tr{\"a}germaterial angeordnet werden k{\"o}nnen. Theoretisch kann den Ergebnissen zufolge ein „freifließender" Wirkstoff mit einem identischen Wirkstoff in Nanogr{\"o}ße als Fließverbesserer hergestellt werden. Die Auswirkungen der Einflussfaktoren wie die spezifische Oberfl{\"a}che, die Oberfl{\"a}chenbeschaffenheit, die chemisch-physikalischen Eigenschaften wie Hydrophobie / Hydrophilie, die elektrostatische Aufladbarkeit und die Struktur k{\"o}nnen wie folgt zusammengefasst werden: Sie bestimmen die innerhalb eines Agglomerats wirksamen Kr{\"a}fte (Van-der-Waals-Kr{\"a}fte, Wasserstoffbr{\"u}ckenbindungen, formschl{\"u}ssige Bindungen). K{\"o}nnen diese schnell {\"u}berwunden werden, lassen sich die Agglomerate leicht zerkleinern. Somit belegen sie die Oberfl{\"a}che des Tr{\"a}gers dicht und senken die Zugspannung dementsprechend stark ab. Da in hydrophoben Produkten keine Wasserstoffbr{\"u}ckenbindungen ausgebildet werden, sondern nur Van-der-Waals-Kr{\"a}fte die Agglomerate aufbauen, setzen diese Produkte die Zugspannung insgesamt schneller und st{\"a}rker herab als hydrophile Produkte. Es hat sich herausgestellt, dass der Mischvorgang neben der homogenen Verteilung des Nanomaterials zus{\"a}tzlich eine Zerkleinerung der Agglomerate der hochdispersen Substanzen bewirkt. Dabei agieren die groben Tr{\"a}gerpartikel wie Kugeln in einer Kugelm{\"u}hle, die hochdispersen Substanzen wie das zu zerkleinernde Gut. Daher steigt die Belegung des Tr{\"a}germaterials w{\"a}hrend des Mischvorgangs an. Die Zugspannung sinkt. Nach Rumpf reduzieren Rauigkeiten die interpartikul{\"a}ren Haftkr{\"a}fte.[1] Mit der vorliegenden Arbeit wird nachgewiesen, dass dieser Ansatz auch auf den Wirkmechanismus von Fließverbesserern {\"u}bertragbar ist. Fließregulierungsmittel bewirken als k{\"u}nstliche Oberfl{\"a}chenrauigkeiten eine Verringerung der Kontaktfl{\"a}che und eine Vergr{\"o}ßerung des Abstands zwischen zwei Partikeln. Dies f{\"u}hrt zur Abnahme der Van-der-Waals-Kr{\"a}fte. Der Versuch, die Wirkungsweise eines Fließverbesserers {\"u}ber den Kugellager-Effekt zu erkl{\"a}ren, ist daher abzulehnen. Da der Ansatz von Rumpf mit einer Rauigkeit mittig im Kontaktbereich f{\"u}r reale Systeme nicht umfassend genug ist, konzentriert sich die vorliegende Arbeit besonders auf die tats{\"a}chliche Dichte der Belegung des Tr{\"a}germaterials mit fließregulierenden Partikeln. Rechnerisch kann mit dem 3-Rauigkeiten-Modell begr{\"u}ndet werden, warum die Belegungsdichte von besonderer Bedeutung ist. Literatur: [1] H. Rumpf, Chemie-Ingenieur-Technik 1974, 1, 1-11},
  subject      = {Nanostrukturiertes Material},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Duenisch2006,
  author    = {D{\"u}nisch, Sabine},
  title     = {Untersuchung der Wirkungsweise von Nanomaterialien},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-17063},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {In der vorliegenden Arbeit wurden die Faktoren, die die Wirksamkeit und Leistungsf{\"a}higkeit nanoskaliger Fließregulierungsmittel beeinflussen anhand repr{\"a}sentativer Vertreter aus vier verschiedenen Hauptgruppen von Nanomaterialien untersucht. Durch Variation der Energieeintr{\"a}ge, mittels unterschiedlicher effektiver Fallstrecken des Mischzylinders, konnte eine ansteigende Potenz f{\"u}r alle Nanomaterialien beobachtet werden. Das hydrophobe Aerosil R 972, welches eine geringe Agglomeratstabilit{\"a}t aufweist, zeichnet sich durch das h{\"o}chste fließregulierende Potential aus. Zuswammenfassend konnte gezeigt werden , dass die in den Nanomaterial-Agglomeraten auftertenden Wechselwirkungen, die Gr{\"o}ße der Agglomerate und deren Adsorptionsrate die bestimmenden Faktoren der Fließeigenschaft von Pulvern sind.},
  subject      = {Nanostrukturiertes Material},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Leutner2010,
  author    = {Leutner, Dirk},
  title     = {Untersuchungen zur Wirkungsweise und {\"u}ber den Nutzen von Pr{\"a}mixen beim Einsatz von Fließregulierungsmitteln},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-53133},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss hochdisperser, nanoskaliger Materialien auf die Fließregulierung eines speziell ausgesuchten Tr{\"a}germaterials mit einer unregelm{\"a}ßigen Partikelform und einer breiten Partikelgr{\"o}ßenverteilung untersucht. Als Modellsubstanz diente gemahlenes, kristallines Laktosemonohydrat im Vergleich zu Maisst{\"a}rke mit gleichm{\"a}ßiger Partikelform. Es wurde nachgewiesen, dass die Wirkung von Fließregulierungsmitteln auch bei kantigen Partikeln mit rauer Oberfl{\"a}che wie gemahlener Laktose auf der Adsorption kleiner Agglomerate des nanoskaligen Fließregulierungsmittels beruht. Zur Charakterisierung der Fließeigenschaften von Pulvern verschiedener Morphologie stellt der Zugspannungstester eine alternative Methode dar. Anhand von Vergleichsmessungen mit der Scherzelle nach Jenike wurde gezeigt, dass der Zugspannungstester eine geeignete Methode ist. Ein weiterer Schwerpunkt der Arbeit lag auf der Entwicklung eines geeigneten Pr{\"a}mixes f{\"u}r den Einsatz von Fließregulierungsmitteln. Als Basis eines Pr{\"a}mixes sind grunds{\"a}tzlich beide Tr{\"a}germaterialien geeignet, Maisst{\"a}rke ist der Laktose aber {\"u}berlegen. In Pr{\"a}mixen mit Anteilen von 10 \% Nanomaterial ist der Tr{\"a}ger in der Lage das Fließregulierungsmittel zu zerteilen und zu adsorbieren. Diese Adsorbate werden in einer Endmischung schnell an die neu hinzugekommenen Partikel {\"u}bertragen. Bei Einsatz eines Pr{\"a}mixes sinkt die Zugspannung mit steigender Mischzeit schneller als bei einer Direktmischung der Komponenten. Auch die Handhabung eines Pr{\"a}mixes hat sich als erheblich einfacher als die des reinen Nanomaterials herausgestellt. Die untersuchten Vormischungen sind sehr gut fließf{\"a}hig und stauben kaum. Pr{\"a}mixe sind eine gute Option, Fließregulierungsmittel vorteilhaft in Pulvermischungen einzubringen. Eine Zugabe von zwei oder auch f{\"u}nf Prozent eines Pr{\"a}mixes aus 10 \% (m/m) Fließregulierungsmittel und Maisst{\"a}rke statt der direkten Zugabe von 0,2 \% bis 0,5 \% Nanomaterial stellt eine verfahrenstechnische Verbesserung beim industriellen Einsatz von Fließregulierungsmitteln dar.},
  subject      = {Siliciumdioxid},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Ruppel2008,
  author    = {Ruppel, Joanna},
  title     = {Vergleich unterschiedlicher Messmethoden zur Beurteilung der Potenz nanostrukturierter Fließregulierungsmittel},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-28066},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {In der vorliegenden Arbeit wurde der fließregulierende Effekt diverser hochdisperser F{\"a}llungskiesels{\"a}uren vom Typ SIPERNAT® (Evonik Degussa GmbH) auf die Fließeigenschaften koh{\"a}siver Sch{\"u}ttg{\"u}ter untersucht. Der Wirkmechanismus dieser nanostrukturierten Fließregulierungsmittel beruht bei trockenen und elektrostatisch nicht aufgeladenen Pulvern vorwiegend auf der Reduktion von van-der-Waals-Kr{\"a}ften durch Adsorption kleinerer Aggregate des Fließregulierungsmittels an die Oberfl{\"a}che der Sch{\"u}ttgutpartikel und somit Vergr{\"o}ßerung des Abstandes bzw. Verkleinerung der Kontaktfl{\"a}chen zwischen den Tr{\"a}gerpartikeln. Durch unterschiedlich langes Mischen von Fließregulierungsmitteln mit koh{\"a}siven Sch{\"u}ttg{\"u}tern ver{\"a}ndert sich sowohl die Anzahl adsorbierter Nanopartikel als auch die Gr{\"o}ße, Gr{\"o}ßenverteilung und Form der Adsorbate, was in unterschiedlichen Fließeigenschaften der Mischungen resultiert. Zur Untersuchung des Zusammenhanges zwischen Oberfl{\"a}chenbelegung durch Adsorbate und Fließeigenschaften einer Mischung wurde Maisst{\"a}rke, die als koh{\"a}sives Modellsch{\"u}ttgut fungierte, eine konstante Menge Fließregulierungsmittel zugesetzt und die Mischungen unterschiedlich langen Mischzeiten in einem Freifallmischer unterzogen. Die aus dem Mischprozeß resultierende Belegung der Maisst{\"a}rkeoberfl{\"a}che durch Adsorbate wurde mittels Rasterelektronenmikroskop mit anschließender bildanalytischer Auswertung (KL 300®, Carl Zeiss) charakterisiert. Die Fließeigenschaften der Mischungen wurden mit einem Zugspannungstester, einem modifizierten Auslauftrichter sowie Hausner-Faktor untersucht. Es konnte gezeigt werden, daß sich die Fließeigenschaften mit steigender Mischzeit kontinuierlich bis zum Erreichen eines Optimums verbessern. Dies wird mit der Abnahme der Adsorbatgr{\"o}ßen und der Zunahme der Adsorbatanzahl auf der Maisst{\"a}rkeoberfl{\"a}che erkl{\"a}rt. Bei kurzen Mischzeiten bewirken adsorbierte Fließregulierungsmittelaggregate eine Verbesserung der Fließeigenschaften durch Verhinderung direkter Kontakte zwischen den Sch{\"u}ttgutpartikeln. Bei weiterer Zunahme der Oberfl{\"a}chenbelegung werden die Fließeigenschaften durch einen {\"U}bergang von Tr{\"a}ger-Adsorbat-Tr{\"a}ger-Kontakten zu Tr{\"a}ger-Adsorbat-Adsorbat-Tr{\"a}ger-Kontakten verbessert. Eine beobachtete Verschlechterung der Fließeigenschaften nach {\"U}berschreiten der optimalen Mischzeit beruht wahrscheinlich auf einer Ver{\"a}nderung der dreidimensionalen Form der Adsorbate, die zu einer Vergr{\"o}ßerung der Kontaktfl{\"a}chen f{\"u}hrt. Beim Vergleich der unterschiedlichen Messmethoden zur Ermittlung der Fließeigenschaften wurde ersichtlich, dass die Messparameter des modifizierten Auslauftrichters gut mit dem Hausner-Faktor korrelieren, w{\"a}hrend die Zugspannungsmessungen z.T. abweichende Ergebnisse lieferten. Eine genaue Analyse des Messvorgangs am Zugspannungstester zeigte, dass die Pulverproben bei der verwendeten Messmethode (Messung mit konstanter Vorlast) in Abh{\"a}ngigkeit von ihren Fließeigenschaften unterschiedlich stark durch den Messvorgang verdichtet werden, was Einfluss auf die gemessenen Zugspannungswerte hatte. Aus dieser Erkenntnis konnten Verbesserungsvorschl{\"a}ge f{\"u}r die Zugspannungsmessung an Sch{\"u}ttg{\"u}tern gemacht werden.},
  subject      = {Siliciumdioxid},
  language  = {de}
}