Aus der Sicht des Chemikers ist der Sprühpolymerisationsvorgang besonders
interessant, da Formgebung, Reaktion und Trocknung parallel in einem
einstufigen Prozess in wenigen Sekunden ablaufen.
Die Kürze der Fallzeit, die in dem Reaktor herrschenden Bedingungen und
die Größe der fallenden Tropfen stellen jedoch enorme Anforderungen an
die prozessbegleitende Analytik.
Die Möglichkeit für die Analytik bietet die berührungslose Positionierung
in einem Kraftfeld, zum Beispiel in einem stehenden Ultraschallfeld in einer
akustischen Falle.
Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein akustischer Levitator für die berührungslose
Positionierung kleiner Tropfen aufgebaut und ist für den Einsatz bei
Temperaturen deutlich über 100 °C weiterentwickelt worden. Es konnte gezeigt
werden, dass die stabile Levitation von flüssigen und festen Proben bei
hohen Temperaturen und mit Gasüberströmung der Probe, bei Trocknungswie
auch bei den Reaktivprozessen möglich ist.
Die Ramanspektroskopische Messungen wurden mit Videoaufnahmen korreliert.
Damit ist es gelungen, die Konzentration und gleichzeitig die Volumenänderung
mit der Zeit zu verfolgen und dadurch die Aussagen über die zeitliche
Abnahme des Lösungsmittelanteils und die vorschreitende Polymerisation
zu ermöglichen.
Bei Versuchen mit dem Stoffsystem Wasser/N-Vinylpyrrolidon konnte gezeigt
werden, dass bei ähnlichen Bedingungen in dem Turmreaktor und dem
akustischen Levitator eine vergleichbare Morphologie des Produktes erhalten
wird.
Mit den gezeigten Experimenten konnte der akustische Levitator als Modellexperiment
für die Abläufe in einem Einzeltropfen für die Sprühpolymerisation
etabliert werden.
Aktualisiert: 2021-08-16
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