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Rheologische und optische Untersuchung von Kapillarsuspensionen mit Methacrylsäuremethylester als Zweitphase

Rheologische und optische Untersuchung von Kapillarsuspensionen mit Methacrylsäuremethylester als Zweitphase
Typ:Bachelorarbeit
Datum:abgeschlossen
Betreuer:

M.Sc. Katharina Hauf

Rheologische und optische Untersuchung von Kapillarsuspensionen mit Methacrylsäuremethylester als Zweitphase

Motivation

Auf der Grundlage von Kapillarsuspensionen, welche aus einer Partikel-Dispersion in einer Hauptphase (z.B. Wasser) und einer mit der Hauptphase nicht mischbaren zweiten flüssigen Phase (z.B. Öl oder einige Monomere) bestehen, lassen sich poröse Feststoffe herstellen. Hierbei kommen sogenannte Latentwärmespeicher (Phase Change Materials ) als Partikel zum Einsatz, welche durch die Zugabe des passenden Monomers unter Wärmezufuhr chemisch miteinander verbunden werden. Mit Variation der Partikel-Art, des Feststoff- and des Monomeranteils in der Kapillarsuspension können deren rheologische Eigenschaften, wie die Viskosität und das Fließverhalten, radikal verändert werden, was großen Einfluss auf potentielle Prozessführungsschritte zur Herstellung der porösen Materialen aus der Kapillarsuspension haben kann.

Aufgabenstellung

Im Rahmen dieser Bachelorarbeit sollen die rheologischen Eigenschaften der hergestellten Kapillarsuspensionen in Abhängigkeit der Partikel-Art, des Feststoffanteils und des Zweitphasenanteils charakterisiert werden. Hierbei kommt die Methode der Rotations- und Oszillations-Scherrheologie zum Einsatz. Es sollen zu Beginn verschiedene Geometrien (rotationssymmetrische Probenhalter) getestet werden:

  • Platte-Platte
  • Kegel-Platte

Im weiteren Verlauf sollen mit der passenden Geometrie folgende Parameter variiert werden:

  • Scheramplitude
  • Temperatur

Ziel ist es einen Zusammenhang zu finden, zwischen der Änderung der rheologischen Eigenschaften in Abhängigkeit des Temperatureinflusses auf die Kapillarsuspension. Für die optische Untersuchung kommen konfokalmikroskopische Aufnahmen zum Einsatz, welche zusätzliche Informationen über die mikroskopische Struktur der unterschiedlichen Kapillarsuspension, vor und nach der Scherbelastung, geben sollen. Dabei soll eine Möglichkeit gefunden werden die Strukturänderung zusätzlich in Abhängigkeit der Temperatur und der Zeit qualitativ erfassen zu können.

Abbildung 1: Konfokalmikroskopische Aufnahme eines porösen Feststoffes mit fluoreszierendem Zweitphasenanteil.