Pionierverfahren sorgt für Fortschritte in der Polymerindustrie

Ein experimentelles Verfahren zur simultanen Messung der Aufnahme und Anschwellung von überkritischen Flüssigkeiten in Polymeren wurde entwickelt. Mit diesem Verfahren kann die Löslichkeit korrigiert werden, indem die Auswirkungen einer Anschwellung berücksichtigt werden. Dadurch werden bedeutende Vorteile bei der Prozesswirksamkeit und den Produkteigenschaften erzielt.

Die Methode misst die Diffusion in Filmen durch die Synchronisierung von zwei Prozessen: die gravimetrische Bestimmung des Massetransfers zwischer einer superkritischen Flüssigkeitsphase und einer festen Phase innerhalb einer Autoklave sowie die optische Bewertung von visuellen Veränderungen wie zum Beispiel Partikelmorphologie und Kristallisierung. Um die Schwellung bzw. die Volumenveränderung zu berechnen, wurden Isotherme für verschiedene Drücke aufgenommen.

Das Gerät zur Messung der spontanen Vermischung der Partikel umfasst eine magnetische Suspensions-Mikrobalance (MSB), die mit einer Sichtzelle (VC-View Cell) verbunden ist. Mit der Sichtzelle kann der Volumenwechsel des festen Musters durch Nutzung einer CCD-Kamera bestimmt werden. Die Messung der Löslichkeit und Schwellung von CO2 in Polymerfilmen kann bei Temperaturen bis zu 80 Grad Celcius und einem Druck von bis zu 300bar durchgeführt werden.

Die Zahlen zur Aufnahme und Schwellung wurden gemeinsam bei der gleichen Temperatur und dem gleichen Druck ermittelt. Neben der Verwendung einer Flüssigkeit besteht auch die Möglichkeit, eine Kombination aus zwei Flüssigkeiten zu nutzen und die Microbalance-Zelle kann auch mit einem Gas-Chromatographen verbunden werden. So betrachtet ist es möglich, eine Veränderung in der Zusammensetzung der Mischung während der Desorptionsphase mit einem Chromatographen zu messen.

Zusätzlich kann das entwickelte Verfahren zur Messung der Löslichkeit von anderen überkritischen Flüssigkeiten wie Äthylen, Propylen usw. genutzt werden, die für die europäische Polymerindustrie von Interesse sind. Die Anpassungsfähigkeit dieser neuen Technologie wird höchstwahrscheinlich die Nutzung von herkömmlichen Lösungsmitteln, die weltweit Unbehagen im Hinblick auf die Umwelt ausgelöst haben, einschränken und die Polymerindustrie in eine neue Richtung steuern.

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Costas KIPARISSIDES (Professor)
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