Untersuchungen zur Reorganisation von anorganischen kolloidalen Agglomeraten und Gelen III - Umsetzung in neue Verfahren

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Matthias Kind
• Fachliche Zuordnung: Chemische und Thermische Verfahrenstechnik
• Förderung: Förderung von 2007 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 43823121

Gele bestehen aus miteinander vernetzten Makromolekülen oder mikroskopisch kleinen Partikeln – Kolloiden – und bilden lediglich eine Stützstruktur für die eingeschlossene Flüssigkeit, meist Wasser, welches der Hauptbestandteil des Gels ist. Aufgrund ihrer großen inneren Oberfläche sind Gele thermodynamisch instabil. Ihre innere Struktur reorganisiert sich und sie ziehen sich zusammen. Dabei scheiden sie einen Teil der in ihnen enthaltenen Flüssigkeit ab. Dieser Vorgang wird Synärese genannt.Die Reorganisation von technischen partikulären Gelen, die oft Zwischenstufen bei der Feststofferzeugung sind, ist bisher nicht ausreichend untersucht und ist Gegenstand dieses Forschungsvorhabens. Durch den Vorgang der Syneräse werden die anwendungstechnischen Eigenschaften (Struktur, Festigkeit, Porosität) von technisch erzeugten Feststoffen maßgeblich bestimmt.In der ersten Förderperiode wurden zunächst die Bildung und die mechanischen Eigenschaften von Kieselsäuregelen unter unterschiedlichen Bedingungen im ruhenden System erforscht. Im weiteren Verlauf wurde der Einfluss der Prozessbedingungen Temperatur, pH-Wert, Salzgehalt, Feststoffkonzentration und Energieeintrag auf die Größe und Dispergierbarkeit von gefällten Kieselsäureaggregaten untersucht. Hierbei konnte ein vermuteter Zusammenhang zwischen Leistungseintrag durch das Rührorgan und einer maximalen Aggregatgröße bestätigt werden. Im 2. Förderabschnitt soll nun die Reorganisation/Syneräse von partikulären Gelen erforscht werden. Es ist Ziel der Arbeit, ein bestehendes Modell zur Reorganisation/Syneräse von Kieselsäuregelen hinsichtlich Kinetik und Strukturbildung zu verifizieren und gegebenenfalls zu verbessern. Die prinzipielle Übertragbarkeit des Modells auf andere gelbildende Stoffsysteme soll geprüft werden.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1273: Kolloidverfahrenstechnik