Fluidization of highly concentrated colloidal dispersions by tailoring of attractive interactions

通过调整吸引相互作用实现高浓度胶体分散体的流化

• 批准号: 43311330
• 负责人: Professor Dr. Eckhard Bartsch
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Makromolekulare Chemie
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Priority Programmes
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2006-12-31 至 2015-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/43311330?language=en
• 关键词: Fluidization; highly; concentrated; colloidal; dispersions

Übertragung und Umsetzung neuester Erkenntnisse aus Physik und Chemie in die Verfahrenstechnik ist ein wesentliches Merkmal des beantragten Forschungsvorhabens. Das von der theoretischen Physik vorhergesagte Phänomen des sog. wiederkehrenden Glasübergangs soll genutzt werden, um hochkonzentrierte, kolloidale Dispersionen mit niedriger Viskosität herzustellen. In Systemen mit geringfügig bimodaler Partikelgrößenverteilung und schwachen attraktiven Wechselwirkungen können fluide Phasen bis zu Volumenbrüchen Φ ≈ 0.7 existieren. Die attraktive Partikel-Wechselwirkung kann durch Zugabe geringer Mengen nicht-adsorbierender Polymere gezielt eingestellt werden. In der ersten Förderperiode wurde gezeigt, dass dieses Konzept tatsächlich eine neue Route zur Herstellung hochkonzentrierter fließfähiger Dispersionen darstellt, die enorme technische und ökonomische Vorteile aber auch neue Freiheitsgrade bei der Formulierung dispersionsbasierter komplexer Fluide verspricht. Die aus dynamischer Lichtstreuung (DLS) und Rheologie ermittelten Phasendiagramme für das untersuche Mikrogel- Modellsystem stimmen sehr gut überein. Die schwache attraktive Wechselwirkung führt zu einer drastischen, bisher nicht beobachteten Absenkung der Viskosität im Bereich niedriger Scherraten. Es konnte eine fließfähige Dispersion mit einem Volumenbruch Φ ≈ 0.69 hergestellt werden, deren Scherviskositätsfunktion, der kommerzieller Dispersionen mit extrem breiter Partikelgrößenverteilung entspricht. In der nächsten Projektphase soll dieses Wissen auf die technisch-wirtschaftlich wichtige Klasse der wässrigen Dispersionen übertragen werden. Dabei sollen die Reichweite der zur Verhinderung irreversibler Agglomeration notwendigen sterischen Abstoßung sowie Stärke und Reichweite der attraktiven Wechselwirkung systematisch variiert werden, um den maximalen Volumenbruch bei dem fließfähige Dispersionen existieren, sowie das erreichbare Viskositätsminimum zu ermitteln. Im Hinblick auf die technische Nutzung soll nicht nur die Scherrheologie sondern auch dehnrheologische Eigenschaften und die Stabilität solcher Systeme unter praxisrelevanten Strömungsbedingungen untersucht werden. Streuexperimente unter Scherung sollen Aufschluss über die Dispersions-Strukturen geben, die das Fließen im Bereich des wiederkehrenden Glasübergangs ermöglichen.

物理和化学的最新研究成果在食品加工技术中是食品加工研究中的一个重要组成部分。理论物理学中有许多现象。wiederkeden puerbergangs soll genutzt韦尔登，um hochkonzentrierte，kolloidale Dispersionen mit niedriger Viskosität herzustellen.在系统中，采用双模态的Partikelgrößenverteilung和schwachen attraktiven Wechselfenkungen können fluide Phasen bis zu Volumenbrüchen Φ 10.7 μ tieren。有吸引力的Partikel-Wechselenkung可以通过Zugabe geringer Mengen nicht-adsorbierender Polymere gezielt eingestellt韦尔登。在第一个Förderperiode wurde gezeigt，dass dieses Konzept tatsächlich eine neue Route zur Herstellung hochkonzentrierter flißfähiger Dispersionen darstelt，die Escherme technische und ökonomische Vorteile aber auch neue Freiheitsgrade bei der Formulierung dispersionsbasierter komplexer Fluide verspricht。动力学光流（DLS）和流变学相结合的方法可以对微凝胶-模型系统进行很好的激励。这些吸引人的Wechselfenkung führt zu einer drastischen，bisher nicht beachteten absengung der Viskosität im Bereich niedriger Scherraten。这是一种具有韦尔登体积Φ为0.69 hergestellt的高速色散，它的Scherviskositätsfunctiontion，即具有极强的分段色散。在下一个项目阶段，我们将利用技术手段来提高韦尔登的质量。我们必须解决不可逆凝聚的Reichweite问题，即非线性吸收的Reichweite问题，以及吸引力波动系统的Reichweite问题，即韦尔登变化的Reichweite问题，即最大化的体积与最大化的自由分散有关，从而使粘性最小化。在技术上的困难不仅仅是流变学本身的特性和稳定性问题，而是实际相关的韦尔登的问题。通过对分散体结构进行的实验研究，发现分散体结构中的悬浮物具有较好的分散性。