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• Löslichkeit Lipinski: kritische Bioverfügbarkeit aufgrund ungenügender Wirkstoffauflösung: Dosis/Löslichkeitsquotient D/L>250 ml Bsp.: Löslichkeit cs=0,05 mg/ml (=5mg/100 ml) Dosis D=100 mg D/L=Dosis/Löslichkeit=100mg*ml/0,05 mg=2000ml
• Feststoffeigenschaften molekulares NIveau (einzelne Moleküle, Mikrokristalle) Kristallinität, Polymorphie, wahre Dichte Löslichkeit, Grenzflächenspannung mechanische, thermische etc. Eigenschaften partikuläres Niveau (einzelne Primär-/Sekundärpartikel) Morphologie: Größe, Form, Rauhigkeit Porosität, Porengrößenverteilung Oberfläche, scheinbare Dichte Haufwerksniveau (Ansammlung vieler Partikel) Fließeigenschaften, Kohäsivität, Teilchengrößenverteilung Schüttdichte, Stampfdichte, Porosität
• Eigenschaften allgemein (Feststoffe) alle in der Pharmazie verwendeten festen Substanzen sind entweder kristallin, teilkristallin oder amorph die Eigenschaften von Arzneistoffen und -formen hängen damit ursächlich zusammen, z.B. Lösungsgeschwindigkeit, mechanischer Eigenschaften (Tablettierbarkeit, Härte), rheologische Eigenschaften (Tenside in flüssig-kristallinem Zustand) die Kenntnis vom Aufbau der Materie und intermolekularen Kräften ist wichtig für das Verständnis von Arzneiformen, deren Herstellung und deren Eigenschaften
• Feststoffeigenschaften ideale Festkörper: regelmäßig aufgebautes Kristallgitter ohne Kristalldefekte und Verunreinigungen reale Festkörper: Eigenschaften werden oft in entscheidendem Maße von Kristalldefekten, Verunreinigungen etc. bestimmt z.B. mechanische Festigkeit kann auf 10 -3 herabgesetzt werden durch Fehlordnungen (Mahlen, verpressen, etc.) amorphe Festkörper: kein Kristallgitter kristallin: Schmelzpunkt, Schmelzbereich amorph: Erweichen, Glasübergangstemperatur
• Glasübergangstemperatur Beim Überschreiten der Glasübergangstemperatur TG wandelt sich ein festes Glas oder Polymer in eine gummiartige bis zähflüssige Schmelze um. Bei amorphen Metallen spricht man von der Glastemperatur und bei anorganisch-nichtmetallischen Gläsern von der Transformationstemperatur. Ein Glas bildet sich, wenn eine Flüssigkeit schneller abkühlt, als sich Kristallisationskeime bilden können. Dies geschieht besonders leicht bei asymmetrischen Molekülen und viskosen Flüssigkeiten. Gläser werden z. B. von den in der Umgangssprache darunter verstandenen anorganischen Gläsern – wie dem Fensterglas – gebildet, aber auch von organischen Gläsern wie z. B. amorphen Kunststoffen. Bei Polymeren beruht der Glasübergang von der Schmelze in den festen Zustand auf dem "Einfrieren" von Kettensegmenten.[1] Bei amorphen Kunststoffen trennt der Glasübergang den unterhalb liegenden "spröden" energieelastischen Bereich (Glasbereich) vom oberhalb liegenden "weichen" entropieelastischen Bereich (gummielastischer Bereich). Der Übergang in den Fließbereich (Bereich plastischer Verformung) ist fließend. Teilkristalline Kunststoffe (viele gebräuchliche Kunststoffe weisen einen kristallinen Anteil von 10 bis 80 % auf[2]) besitzen sowohl eine Glasübergangstemperatur, unterhalb derer die amorphe Phase einfriert (einhergehend mit Versprödung), als auch eine Schmelztemperatur, bei der sich die kristalline Phase auflöst. Die Schmelztemperatur trennt den entropieelastischen Bereich deutlich vom Fließbereich. Ein Glasübergang ist kein Phasenübergang und daher auch nicht mit einer exakten Temperatur verknüpft. Je nachdem, auf welcher Zeit- und Längenskala bzw. Bewegungsmode der molekularen Dynamik die verwendete Messmethode (s.u.) empfindlich ist, variiert der gefundene Wert systematisch. Exakterweise muss daher zu jeder Glasübergangstemperatur die verwendete Messmethode angegeben werden. Allerdings ist die Abweichung typischerweise nur einige Kelvin groß, da die Bewegungsmoden stark miteinander gekoppelt sind (alle frieren im gleichen Temperaturbereich ein)
• Kristalle sieben Kristallsysteme vierzehn Kristallgitter: Typen von Elementarzellen=Bravais-Gitter äußere Gestalt hängt vom Wachstum der einzelnen Flächen ab kubisch (NaCl) hexagonal (Jodoform) tetragonal (Harnstoff) orthorhombisch (Jod) monoklin (Saccharose) triklin (Borsäure) Habitus: äußere Erscheinung (u.a. Größe) Tracht: äußere Gestalt (wie viele Flächen hat der Kristall?)
• Röntgenbeugung Röntgenbeugung, auch Röntgendiffraktion (englisch X-ray diffraction, XRD) genannt, ist die Beugung von Röntgenstrahlung an geordneten Strukturen wie Kristallen oder Quasikristallen. Grundsätzlich zeigt Röntgenstrahlung die gleichen Beugungserscheinungen wie Licht und alle anderen elektromagnetischen Wellen. Röntgenbeugung wird in der Materialphysik, der Kristallographie, der Chemie und der Biochemie eingesetzt, um die Struktur von Kristallen zu untersuchen, die sogenannte Röntgendiffraktometrie. Beispielsweise spielten Ergebnisse der Röntgenstreuung eine wichtige Rolle bei der Strukturanalyse der DNS. Die dazu eingesetzten Messgeräte heißen Röntgendiffraktometer Anwendung: Die Anwendungsmöglichkeiten der Röntgenbeugung sind vielfältig. Neben Anwendungen in der Forschung werden Röntgenbeugungsmethoden in der Metall- und Baustoffindustrie, der pharmazeutischen Industrie oder der geologischen Erkundung routinemäßig und teilweise vollautomatisiert zur Probenuntersuchung oder Produktionsüberwachung eingesetzt. Zu den möglichen Anwendungen der Röntgenbeugung zählen: Phasenanalyse: die qualitative oder quantitative Bestimmung kristalliner Phasen anhand ihres Beugungsbildes, dazu gehört auch die Bestimmung von Mineralen Bestimmung der Gitterparameter (Gitterkonstanten) Kristallstrukturanalyse: die Bestimmung der Symmetrie (Raumgruppe) und die Kristallstrukturbestimmung im engeren Sinn, also die Bestimmung der Atompositionen innerhalb der Elementarzelle Röntgenographische Spannungsermittlung (RSE): Untersuchung des Dehnungs- und Spannungszustandes eines Materials Texturanalyse: die Bestimmung der Orientierungen (Orientierungsdichteverteilungsfunktion) der Kristallite in einem vielkristallinen Festkörper Bestimmung der Kristallorientierung bei Einkristallen Untersuchungen an dünnen Schichten Für viele dieser Anwendungen wird neben klassischer Röntgenstrahlung heute auch Synchrotronstrahlung, Neutronenstrahlung oder Elektronenstrahlung eingesetzt
• thermogravimetrische Analyse (TGA) Die thermogravimetrische Analyse (TGA), auch Thermogravimetrie genannt, ist eine analytische Methode bzw. Methode der thermischen Analyse oder Thermoanalytik, bei der die Masseänderung einer Probe in Abhängigkeit von der Temperatur und Zeit gemessen wird. Die Probe wird dazu in einem kleinen Tiegel aus temperaturstabilem und inertem Material (z. B. Platin oder Aluminiumoxid) in einem Ofen auf Temperaturen bis zu 2400 °C erhitzt. Der Probenhalter ist an eine Mikrowaage gekoppelt, welche die Masseänderungen während des Aufheizvorgangs registriert. Ein Thermoelement dicht bei dem Tiegel misst die Temperatur. Moderne TGA-Geräte erlauben über einen angeschlossenen Computer eine Einstellung der Endtemperatur, Heizrate, des Gasstroms o. Ä. Während der Analyse wird der Probenraum je nach Bedarf mit verschiedenen Gasen gespült. Meist verwendet man reinen Stickstoff, um eine Oxidation zu vermeiden (auf Vakuumdichtheit der gesamten Apparatur achten). In manchen Fällen wird jedoch auch mit Luft, Sauerstoff oder anderen Gasen gespült. Beim Erhitzen kann die Probe durch Zersetzungsreaktionen oder Verdampfen flüchtige Komponenten an die Umgebung abgeben oder aus der Umgebung z. B. durch Oxidation Reaktionspartner aufnehmen. Die Gewichtsabnahme bzw. -zunahme und die Temperatur, bei welcher die Gewichtsänderung stattfindet, kann spezifisch für eine untersuchte Probe sein. Daraus können Rückschlüsse auf die Zusammensetzung des Stoffes gezogen werden.
• Feststoffe: Ordnungsgrad Kristallinitätsindex: KI=Fkristallin/Famorph+Fkristallin             F=Anteil Zweiphasenmodell: Mischung aus ideal kristallinem und amorphem Anteil Einphasenmodell: Realkristall mit Störstellen makroskopische Störstellen > 10-5m (>10 µm) mikroskopische Störstellen 10-5-10-7m submikroskopische Störstellen < 10-7m (> 0,1 µm)
• Feststoffe: Einteilung der Fehlordnungen chemische Fehlordnung: Einbau fremder Atome oder Moleküle ("Lösungsgenossen") strukturelle Fehlordnung: geometrische Abweichung vom Idealgitter elektrische Fehlordnung: Abweichung der Verteilung der elektrischen Ladung nach Dimension: nulldimensionale Defekte: Punktdefekte eindimensionale Defekte: Liniendefekte zweidimensionale Defekte: Flächendefekte dreidimensionale Defekte
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• Kristallwachstum Habitus (Kristallform) abhängig vom LM polares LM: hydrophile Flächen werden vergrößert lipophiles LM: lipophile Flächen "wachsen"
• Ostwald-Miers Bereich Der Ostwald-Miers-Bereich (nach Wilhelm Ostwald und Henry Alexander Miers) ist derjenige Temperaturbereich, in dem beim Abkühlen in einer Flüssigkeit der Schmelzpunkt unterschritten oder in einer Lösung das Löslichkeitsprodukt überschritten wird, ohne dass spontan Kristallisation einsetzt. Anders gesagt ist es der Temperaturbereich, in dem sich die Schmelze im unterkühlten bzw. die Lösung im übersättigten Zustand halten lässt. Er ist also der Temperaturbereich zwischen Schmelzpunkt des Kristalls und Schmelzpunkt der Kristallkeime. Eine Flüssigkeit oder Lösung im Ostwald-Miers-Bereich ist thermodynamisch metastabil und kristallisiert lediglich bei Hinzugabe von Impfkristallen
• Feststoffe - allg. Eigenschaften isotrope und anisotrope Eigenschaften (optisch, elektrisch, thermisch, etc.) isometrische (z.B. Kubus, Tetraeder) und anisometrische (Nadeln, Ülättchen) Kristalle Kristallisationsbedingungen bestimmen: Verhältnis der Flächen zueinander Kristallinitätsindex Grenzflächenspannung hängt vom Verhältnis der Flächen ab (CAVE: Benetzbarkeit!)
• Nukleation hochdisperse Ausfällung ohne Kristallkeime (Ostwald-Miers-Diagramm bei schneller Abkühlung)
• Isotropie Isotropie (altgr. ἴσος isos ‚gleich‘ und τρόπος tropos ‚Drehung‘, ‚Richtung‘) bezeichnet die Unabhängigkeit einer Eigenschaft von der Richtung. Bei der betrachteten Eigenschaft kann es sich um irgendeine Eigenschaft handeln (z. B. physikalische Eigenschaft, biologischer Parameter, gesellschaftliche oder soziale Kenngröße). Die Richtungsunabhängigkeit solcher Eigenschaften ist gleichbedeutend mit ihrer homogenen räumlichen Struktur. Das Gegenteil der Isotropie ist die Anisotropie Mit isotroper Strahlung ist in der Regel eine solche Strahlung gemeint, die in alle Richtungen des 3-dimensionalen Raumes gleichmäßig abgestrahlt wird. In der Physik ist Materie auf atomarer Ebene grundsätzlich nicht isotrop. Betrachtet man als solchen Baustein z. B. ein Atom, das selbst noch als isotrop angesehen werden kann, so spielt es schon bei den Nachbaratomen eine Rolle, ob man in eine Richtung schaut, in der sich beispielsweise ein Atomkern befindet. Wenn diese Bausteine jedoch nicht regelmäßig angeordnet sind, und man die Umgebung in makroskopischem Abstand betrachtet, so können sich diese Unterschiede im Mittel aufheben, und die Materie erscheint äußerlich isotrop. Dieser Fall wird auch als Quasiisotropie bezeichnet. Bei Materie, die einen regelmäßigen Aufbau aufweist (siehe Gitter), können die Eigenschaften auch auf makroskopischer Längenskala anisotrop sein. In der Theoretischen Physik führt die Isotropie des Raumes (3-dimensional) zu drei der zehn klassischen Symmetrien. Nach dem Noether-Theorem folgt aus jeder Symmetrie die Erhaltung einer physikalischen Größe, beispielsweise folgt aus der zeitlichen Symmetrie die Erhaltung der Energie. Aus der Isotropie des Raumes lässt sich der Drehimpulserhaltungssatz herleiten.
• Feststoffeigenschaften Polymorphie: mehrere Kristallgitter sind möglich (Modifikationen) enantiotrop: zwei Modifikationen lassen sich thermisch reversibel ineinander umwandeln monotrop: Umwandlung ist nur in eine Richtung möglich energiereiche Modifikationen können metastabil sein sintern, tempern: längere Zeit unterhalb des Schmelzpunktes → Umwandlung von Modifikationen, Ausheilen von Defekten stabile Modifikationen: höchste Dichte, kleinste Löslichkeit, etc. Pseudopolymorphie: Solvate, Hydrate
• Feststoffe kristallin - amorph kristallin: Feststoffe mit Fernordnung bezüglich Orientierung und Position in drei Dimensionen flüssig-kristallin: Materialien mit Fernordnung bezüglich Orientierung oder Position in einigen Dimensionen amorph: Feststoffe ohne Fernordnung bezüglich Orientierung und Position
• Beispiele Polymorphie Piracetam Glyceride Chloramphenicolpalmitat Acetohexamid Kakaobutter ...
• SpannungsDehnungs-Diagramm σ: Spannung ε: Dehnung l: Länge F: Kraft A: Fläche E: Elastizitätsmodul elastische Verformung: σ=F/A ε=Δl/l0 σ=E*ε E=σ/ε plastische Verformung: Translation, Zwillingsbildung Bruch: Rissausbildung und -ausbreitung Bruchvorgang ist zeit- und temperaturabhängig
• 'wahre Dichte' Dichte= Masse/Volumen 'wahre Dichte': Volumen des Feststoffes ohne Einbeziehung des Porenvolumens Berechnung als Kristalldichte aus Elementarzelle Partikeldichte: Bestimmung mittels Flüssigkeits- oder Gaspyknometrie (vorzugsweise Helium) geschlossene Poren werden im Volumen mit erfasst hängt ab von Modifikation und KI
• Einsatz von Polymeren Arzneistoffe: Insuline, Heparin Packmittel: PE-Flaschen, Gummistopfen, PVCBlister technologische Hilfsstoffe: Bindemittel, Zerfallshilfsmittel biopharmazeutische Hilfsstoffe: Filmbildner, Matrixmaterialien
• Eigenschaften von Polymeren - Abhängigkeit von der Struktur Homopolymer: Polarität des Monomers Struktur des Polymers Taktizität Topologie der Polymere: linear, verzweigt, vernetzt Molekulargewichtsverteilung (Polymerdispersität 1. Grades) Makromorphologie: Form, Größe, Porosität, Oberfläche Heteropolymer: Mischungsverhältnis der Comonomere Monomersequenz: (Polymerdispersität 2. Grades) → alternierend, zufällig, Blockcopolymere, Pfropfcopolymere
• Einteilung von Polymeren hydrophobe Polymere: <5% Wasser werden adsorbiert (Kettensteifigkeit, hoher KI, hydrophobe Gruppen) hydrophobe Polymere: >5% Wasser werden adsorbiert (Kettenbeweglichkeit, niedriger KI, Anwesenheit von hydrophilen Gruppen) wasserlösliche Polymere, z.B. PVA, PVP, PEG, PAA
• Eigenschaften von Polymeren amorphes Polymer: glasig erstarrend
• Glasübergangstemperatur TG die Beweglichkeit von Kettensegmenten erhöht sich beim Überschreiten der TG Härte, Elastizitätsmodul, Quellung, Hydrolyse, Diffusionskoeffizient etc. ändern sich deutlich Tg kann durch Weichmacher gesenkt werden innere Weichmacher: Änderung der Struktur durch Seitenketten, Verzweigungen äußere Weichmacher: niedermolekulare Zusätze Wasser ist für viele hydrophile Polymere ein äußerer Weichmacher
• Polymere Bsp. Cellulose ß-1,4-verknüpfte Polyanhydroglucopyranose teilkristallines, wasserunlösliches Polymer nahezu rein in Flachs und Baumwolle, ca. 50% in Holz Cellulose aus Holz: Zellstoff Ausbildung von intra- und intermolekularen Wasserstoffbrückenbindungen KI variiert nach Herkunft: typisch sind 0,5-0,6 DP liegt zwischen 1000 und 15.000 fibrillärer Aufbau Elementarfibrille enthält kristalline Bereiche = Kristallite oder Mikrokristallite amorphe und kristalline Bereiche in einer Faser Wasser kann nicht in die kristallinen Bereiche eindringen Adsorption ist vorwiegend in amorphen Bereichen möglich Hydrolyse: z.B. mit Mineralsäuren, erfolgt bevorzugt in amorphen Bereichen Grenzpolymerisationsgrad DPL: ca. 100-300
• Hilfsstoffe aus Cellulose mechanisch behandelt: Cellulosepulver (PC) chemisch-mechanisch behandelt: MCC koprozessiert: Zusätze: Siliciumdioxid NaCMC MC Lactose Derivate: Celluloseester, Celluloseether
• Herstellung PC (Cellulosepulver) Holz Holzaufschluss Alpha-Cellulose mechanische Behandlung/Trocknung Cellulosepulver DP>440: 1000-1250 KI: 0,2-0,4
• MCC Herstellung Holz Holzaufschluss Alpha-Cellulose pertielle Hydrolyse/waschen mechanische Behandlung (Zusatz von NaCMC)/sprühtrocknen (kolloidale) Mikrokristalline Cellulose DP: <350: 220-300 KI: 0,6-0,8
• Einsatzgebiete für MCC Direkttablettierung Kampaktieren Feuchtgranulieren Extrudieren Direktpelletieren Rotor-Wirbelschicht Schnellmischer
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• Einsatzgebiete für kolloidale MCC Suspensionen Emulsionen Extrudieren
• Funktionen von MCC Bindemittel Füllmittel Zerfallshilfsmittel Granulierhilfsmittel Extrudierhilfsmittel
• Funktionen von kolloidaler MCC Viskositätserhöher Thixotropisierer Stabilisator Extrudierhilfsmittel
• MCC Vor- und Nachteile Vorteile: chemisch rein gut pastisch verformbar (cave: trocken oder feucht) gutes Bindevermögen zerfallsbeschleunigend teilweise gut fließend hohes Verdünnungspotential Nachteile: Schmiermittelempfindlichkeit teilweise schlecht fließend Verschlechterung des Bindevermögens (Kompaktibilität) nach Feuchtgranulieren oder Extrudieren
• koprozessierte MCC Bsp. verkieselte MCC (SMCC) 98 % MCC und 2 % hochdisperses Siliciumdioxid gemeinsam sprühgetrocknet bessere Fließeigenschaften bessere Kompaktibilität weniger Verlust an Kompaktibilität nach Feuchtgranulieren erniedrigte Schmiermittelempfindlichkeit besser als reine MCC oder MCC/SiO2-Mischung (Verbesserung der Nachteile durch Koprozessierung) : Einfaches Mischen der Bestandteile hat nicht den gleichen Effekt wie Koprozessierung
• kolloidale MCC NaCMC als Schutzkolloid um die Kristallite: gleichsinnige Ladung nach Dispersion in Wasser c<1%: Dispersion c>1%: thixotrope Gele zuerst kolloidale MCC dispergieren, dann andere Hilfsstoffe zugeben hohes Schergefälle sichert gute Dispersion Systeme flocken nach Zugabe kleiner Mengen von Elektrolyten (durch veränderung des Zetapotentials, nachteilig) Zugabe von Schutzkolloiden verzögert Flockung geringere Temperaturabhängigkeit der Viskosität gegenüber anderen Hydrogelbildnern Gel nicht transparent, da Cellulose nicht gelöst
• Eigenschaften der Cellulosederivate durchschnittlicher Polymerisationsgrad (DP) Angabe: Viskosität einer 2%igen Lsg. bei 25°C Art des Substituenten (Hydrophilie) Art der Verknüpfung (Ester, Ether) durchschnittlicher Substitutionsgrad (DS) DS variiert von 0-3 molarer Substitutionsgrad ist nicht immer gleich DS, Werte über 3 möglich Löslichkeit in Wasser bei unterschiedlichen Temperaturen bei unterschiedlichen pH-Werten in org. LM Viskosität von Lösungen Gelbildung, Quellfähigkeit (begrenzt, unbegrenzt) Filmbildung Permeabilität für Wasser und Arzneistoffe Inkompatibilitäten (z.B. Elektrolyte, Alkohole)
• Löslichkeit und DS bei kleinem DS steigt die Löslichkeit die Substituenten weiten das Kristallgitter auf und die restlichen Hydroxylgruppen können von Wasser hydratisiert werden wenn der Substituent lipophil ist, kann die Erhöhung des DS die Sättigungslöslichkeit wieder abnehmen z.B. Methylcellulose DS unter 2: wasserlöslich z.B. Ethylcellulose: DS etwa 2,5: wasserunlöslich
• Cellulosederivate Celluloseether NaCMC Natriumcarboxymethylcellulose Croscarmellose (cros linked) EC Ethylcellulose MC Methylcellulose HPMC Hydroxypropylmethylcellulose HPC Hydroxypropylcellulose L-HPC (low substituted) HEC Hydroxyethylcellulose Celluloseester CN Cellulosenitrat CTA Cellulosetriacetat CA Celluloseacetat CAP Celluloseacetatphthalat HPMCP Hydroxypropylmethylcellulosephthalat HPMCAS Hydroxypropylmethylcelluloseacetatsuccinat
• Cellulosederivate als Hilfsstoffe Filmbildner wasserlöslich: Feuchtigkeitsschutz, Geschmacksschutz magensaftresistent: Schutz des Arzneistoffs oder des Magens unlöslich: gesteuerte Arzneistofffreigabe Matrixbildner Hydrogelbildner Trocken- und Feuchtbindemittel (Tabletten, Granulate) Zerfallhilfsmittel Viskositätserhöher Mikroverkapselung
• Partikel DIN 53206 Primärpartikel: kleinste erkennbare Individuen Aggregate: flächig oder kantenförmig aneinander grenzende Primärteilchen Agglomerate: punktförmig aneinader liegende Aggregate und/oder Primärteilchen
• Partikel EP 2.9.37 Agglomerate: miteinander verschmolzene Partikel Aggregate: locker aneinander haftende Partikel
• Partikeldichte Partikeldichte: Vol. des Feststoffs unter Einbeziehung des Porenvolumens Bestimmung mittels Flüssigkeits- oder Pulverpyknometrie oder durch Berechnung aus äußeren Abmessungen nicht benetzende Flüssigkeit: vorzugsweise Quecksiber (Korndichte) Partikelart beachten: Primärpartikel, Agglomerate, Aggregate, Pellets, Tabletten
• intrapartikuläre Porosität intrapartikuläre Porosität (Partikelart beachten) ε=(1-ρs/ρw)*100 [%] ρs: scheinbare Dichte ρw: wahre Dichte bei porösen Partikeln kann zwischen innerer und äußerer Fläche differenziert werden
• Porengrößenverteilung Quecksilberintrusion: intrudiertes Volumen als Funktion vom Druck WashburnGleichung: p*r=-2σ*cosΘ p*r=const. p=const./r Θ: Benetzungswinkel (ca. 140°) σ: Oberflächenspannung (480 mN/m) p: Druck [MPa] r: Radius [µm] Porosität aus kumuliertem Vol.
• Partikel: innere und äußere Oberfläche nichtporöse Partikel besitzen nur eine äußere Oberfläche bei porösen Partikeln kannzwischen innerer und äußerer Oberfläche differenziert werden
• Partikel: spezifische Oberfläche massenbezogen: Angabe in m²/g volumenbezogen: Angabe in m²/m³ für nicht poröse Partikel gilt: mit abnehmender Partikelgröße steigt die spezifische Oberfläche: Aspez.≈3/r aus Partikelgrößenverteilung (RRSB-Netz) → äußere Oberfläche Gaspermeabilität (Blaine) → äußere Oberfläche Gasadsorption (BET) → Gesamtoberfläche (äußere + innere) ⇒ ohne geschlossene Poren aus der Quecksilberintrusion → innere Oberfläche
• RRSB-Netz: Oberfläche im Schnittpunkt der durch den Pol verschobenen Gerade mit dem äußeren Randmaßstab kann die dimensionslose Oberflächenkennzahl abgelesen werden : sv*d'/φ wenn die Oberflächenkennzahl durch d' (in cm) dividiert wird und mit dem Formfaktor φ multipliziert wird, erhält man die spezifische Oberfläche in cm²/cm³ oder cm-1 für kugelförmige Partikel ist der Formfaktor 1, für andere > 1 die massenbezigene spezifische Oberfläche kann durch Berücksichtigung der Dichte berechnet werden sm=sv/ρ
• RRSB-Verteilung: Oberfläche OK=sv*d'/φ SV=OK*φ/d' [cm²/cm³]
• Gaspermeation Grundlage ist das Hagen-Poiseuillesche Gesetz über die laminare Strömung von Fluiden in Kapillaren: v=π*d4*Δp/(8η*l) v: Durchflussrate (dV/dt) d: Durchmesser der Kapillare η: dynamische Viskosität Δp: Druckdifferenz : Länge der Kapillare abgeleitet ist die KozenyCarman-Gleichung, welche die Porosität des Pulverbetts und die irreguläre Gestalt der Kapillaren berücksichtigt: v=(1/sv²)*(A/η)*(Δp/K*l)*(ε³/(1-ε)²) A: Querschnittsfläche des Pulverbettes ε: Porosität K: Konstante (oft 5±0,5)

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