Messung von Konzentrationsprofilen in Polymerfilmen während der Trocknung
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Anknüpfend an die Ergebnisse aus dem ersten Bewilligungszeitraum, sollte die entwickelte Messtechnik auf ternäre Stoffsysteme angewendet werden. Dabei sollte das Problem der diffusive gehemmten Trocknung getrachtet und Möglichkeiten aufgezeigt werden, dieses Problem zu beseitigen. Für die Untersuchungen wurde das M öde 11 Stoffsystem Toluol-PVAc, bei der die diffusive Hemmung betrachtet wurde, und als zweites Lösemittel Methanol verwendet. Trocknungsversuche mit ternären Polymerlösungen haben gezeigt, dass sich hieraus keine Möglichkeit ergab, die diffusive gehemmte Trocknung des Toluols zu verhindern. Das Methanol trocknete sehr schnell aus dem Film und die Ausbildung der diffusiven Barriere wurde lediglich zeitlich verzögert. Deshalb wurden Überlegungen angestellt, wie das Methanol im Film gehalten werden kann. Dies ist durch die Vorbeladung des Trocknergases möglich. Hierbei wird das Methanol gemäß dem Sorptionsgleichgewicht zwischen dem Polymerfilm und dem Trocknergas im Film gehalten. Bei den Versuchen zeigte sich eine beschleunigte Trocknung des Toluols durch Vorbeladung des Trocknergases mit Methanol. Mit steigender Vorbeladung des Trocknergases konnte die Toluol- Restbeladung signifikant reduziert werden. Ein weiteres Problem, dass während der Trocknung beobachtet wurde, waren Schwankungen in der Lösemittelkonzentration zu Beginn der Trocknung. Durch diese Schwankungen und damit auftretende Mikrokonvektionen können während der Trocknung Unebenheiten an der Oberfläche erzeugen, die bei der Herstellung von Folien zu Qualitätsproblemen führen können. Hierzu sollten erste Untersuchungen durchgeführt werden. Die ersten Versuche haben gezeigt, dass bei dem gewählten Versuchsaufbau sehr starke Unebenheiten an der Oberfläche erzeugt werden können.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Measurements of concentration profiles during drying of thin films, Proceedings of 5lh European Coating Symposium (ECS 2003), Fribourg, Switzerland, 2003
Schabel W., Kind M.:
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Messung und Simulation von Konzentrationsprofilen bei der Trocknung binärer Polymerlösungen; Chemie Ingenieur Technik, Band 75, Heft 9; S. 1336-1344; 2003
Schabel W, Scharfer P, Müller M., Ludwig L, Kind M.:
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Messung und Simulation von Konzentrationsprofilen bei der Trocknung von dünnen Filmen mit Hilfe der Konfokalen-Mikro-Raman-Spektroskopie; Chemie Ingenieur Technik, Band 75, Heft 8; S. 1105,2003
Schabel W., Scharfer P., Kind M.:
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Messungen von Sorptionsisothermen und Diffusionskoeffizienten in Polymerlösungen, Chemie Ingenieur Technik (75), l, S.36-41, Wiley-VCH Verlag, 2003
W., Mamaliga I., Kind M.,
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Measurements of Concentration Profiles in Polymeric Solvent Coatings by Means of an Inverse-Confocal-Micro-Raman-Spectrometer - Initial results, Drying Technology 2003, Vol. 22, Nos. 1&2,285-294,2004
Schabel W., Ludwig I., Kind M.:
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Concentration profile measurements in polymeric coatings during drying by means of Inverse-Micro-Raman-Spectroscopy (IMRS). Raman Update Horiba Jobin Yvon, Autumn 2005
Schabel W., Scharfer P., Ludwig L, Kind M.:
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On- and Offline Moisture measurements by means of Raman- Spectroscopy (IMRS) and modelling film drying processes, Proceedings of the 6th European Coating Symposium (ECS 2005), Bradford, UK, 2005
Schabel W., Scharfer P., Kind M.:
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Drying of solvent-borne coatings with pre-loaded drying gas - Diffusion Controlled Skinning - Solvent-Solvent-Interaction - Marangoni Convection, Proceedings of 7th European Coating Symposium (ECS 2007), Paris, France, 2007
Krenn J., Schabel W., Kind M.:
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Sorption and diffusion measurements in ternary polymer-solvent-solvent systems by means of a suspension balance - Experimental methods and correlations with a modified Flory-Huggins and free-volume theory, Chemical Engineering Science, Vol. 62, p.2254-2266, 2007
Schabel W., Scharfer P., Kind M, Mamaliga, I.:
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Untersuchung zur Filmtrocknung mit mehreren Lösungsmitteln - Untersuchung von wasserbasierten und lösemittelbasierten Systemen, Tagungsbeitrag auf dem Fachausschuss Trocknungstechnik 2007, Stuttgart, Deutschland, 2007
Krenn J., Schabel W., Kind M.:
