Latexdispersionen werden im industriellen Maßstab durch Emulsionspolymerisation hergestellt. Der Polymerisationsprozess wird oft von Ablagerungen des Polymers auf den wärmeübertragenden Oberflächen, z. B. den Innenwänden der Reaktoren, begleitet. Dieser unerwünschte Ablagerungsprozess, Fouling genannt wurde im Rahmen dieser Dissertation untersucht. Aus vorangegangenen Arbeiten ist bereits bekannt, dass die während der Emulsionspolymerisation auftretenden Beläge durch Partikel- und Reaktionsfouling entstehen und die Belagbildung insbesondere durch entstehende Koagulate begünstigt wird. Durch einen direkten Vergleich eines reagierenden Stoffsystems mit einer ausreagierten Polymerdispersion gleicher chemischer Zusammensetzung konnte diese Annahme in dieser Arbeit bestätigt und um eine zeitliche Zuordnung der Ablagerungsmechanismen entlang des Reaktionsverlaufs erweitert werden.
Aktualisiert: 2023-01-01
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Durch die steigende weltweite Wasserknappheit nimmt die Meerwasserentsalzung bei der Versorgung mit Trink- und Brauchwasser eine immer größer werdende Bedeutung ein. Um die Effizienz heutiger und zukünftiger Verdampferanlagen zur Meerwasserentsalzung weiter zu steigern, ist es zwingend notwendig, weitere Erkenntnisse zum Kristallisationsfouling auf den Wärmeübertragungsflächen durch invers lösliche Salze und dessen Verminderung zu gewinnen. In Mehreffekt-Verdampfern mit berieselten horizontalen Rohren hat die Berieselungsdichte großen Einfluss auf das Kristallisationsfouling. Auf der einen Seite werden von Anlagenbetreibern geringe Berieselungsdichten angestrebt, um den Prozess möglichst effizient zu halten, auf der anderen Seite besteht bei einer zu geringen Berieselungsdichte die Gefahr der verstärkten Belagbildung. Deshalb wurden in dieser Arbeit Untersuchungen zur Benetzung unterschiedlicher Rohrwerkstoffe und zur Belagbildung in einem Rieselfilmverdampfer im Technikumsmaßstab durchgeführt. Dabei wurde die Verbesserung der Benetzbarkeit der Rohrmaterialien durch Benetzungsmittel untersucht. Ferner wurde der Einfluss der Berieselungsdichte auf die Belagbildung bei teils sehr geringen Berieselungsdichten experimentell untersucht und der Einfluss von Benetzungsmitteln auch in Verbindung mit Belagverhinderern auf die Belagbildung betrachtet. Weitere Untersuchungen ergaben, dass die Oxidhaut auf Kupfer-Nickel-Rohren einen großen Einfluss auf die Oberflächenenergie, die Benetzung und die Belagbildung hat. Außerdem wurde ein Modell zur Beschreibung der Calciumsulfat-Belagbildung auf einem beheizten Rohr, das in eine übersättigte Calciumsulfat-Lösung in einem Rührkessel eingetaucht ist, vorgestellt. Simulationsergebnisse wurden mit experimentellen Ergebnissen untermauert.
Aktualisiert: 2021-02-11
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In der vorliegenden Dissertation wurden die Mechanismen der Belag- und der Stippenbildung am Beispiel von Polycarbonat grundlegend untersucht. Neben den topografischen Einflüssen (Kavitäten und Rauheit) wurde mit Hilfe oberflächensensitiver Messmethoden die Wechselwirkungen zwischen der metallischen Oberfläche und dem Polymer analysiert.
Ergänzend zu den analytischen Untersuchungen wurden sowohl Laborversuche (Synthesen) als auch Extrusionsversuch im Labormaßstab durchgeführt.
Dabei konnte die Diffusion von Metallionen (Eisen- und Chromionen) in die Kunststoffschmelze nachgewiesen werden. Eine anschließende Wechselwirkung zwischen Polymer und Metallionen wurde ebenfalls untersucht.
Die mögliche Degradation von Polycarbonat in Kunststoffverarbeitungsmaschinen wurde gezielt mit Hilfe eines Miniextruders und Degradationsexperimenten analysiert.
Dabei konnte gezeigt werden, dass die Temperatur im Vergleich zur Verweilzeit und Drehzahl den größten Einfluss auf die Degradation hat. Abschließend wurde ein möglicher Mechanismus sowie eine Anforderungsliste zur Vermeidung bzw. Verminderung der Belagbildung formuliert.
Aktualisiert: 2020-01-28
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