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dellierung der Stoffeigenschaften eine besondere Herausforderung dar. Assoziative Wechselwirkungen kön- nen mit einem physikalischen Modell beschrieben werden, das im Rahmen der Perturbed Chain-Statistical Associa- ting Fluid Theory [1] verwendet wird. Bei der Anwendung dieses Modells muss ein sogenanntes Assoziationsmo- dell entsprechend dem Vorschlag von Huang und Radosz [2] für die jeweils betrachteten Komponenten einer Mi- schung und ein Modell für die Kreuzas- soziation, das von den Komponenten der Mischung abhängt, gewählt werden. Diese Situation führt zu Schwierigkei- ten bei der Entwicklung eines möglichst stoffunabhängigen Lösungsalgorithmus für die Modellierung von Prozessen. Dieser Beitrag widmet sich der Verall- gemeinerung der Assoziationsmodelle, die auch die Berücksichtigung der Kreuzassoziation erlaubt. Weiterhin führt die Verallgemeinerung zu einem numerisch stabilen Lösungsverfahren bei der Berechnung der Monomerkon- zentrationen. [1] J. Gross, G. Sadowski, Ind. Eng. Chem. Res. 2002, 41, 5510. [2] S.H. Huang, M. Radosz, Ind. Eng. Chem. Res. 1991, 30, 1994. P2.07 Transportvorgänge in Hydrogelen M. Sc Eng A. A. Naddaf 1) (E-Mail: [email protected]; [email protected]), Prof. H.-J. Bart 1) 1) TU Kaiserslautern, Lehrstuhl für Thermische Verfahrenstechnik, Gottlieb-Daimler-Straße 44, D-67653 Kaiserslautern, Germany DOI: 10.1002/cite.201050273 Neben ihrer erfolgreichen Anwendun- gen im Bereich der pharmazeutischen Wirkstoffdosierung sind Hydrogele als vielversprechende neue biomedizinische Materialien vorgeschlagen worden, um Schäden an Sehnen, Gewebe und Kno- chen zu beheben. Für solche, stark durch Kräfte beanspruchten biokompa- tiblen Materialien in biomedizinischen Anwendungen ist es von großer Bedeu- tung, eine ausreichende große Adsorp- tion/Desorption von wässrigen Lösun- gen zu gewährleisten, ohne dabei die Form und die Festigkeit des Materials zu verlieren. Daher wurde ein Versuchs- aufbau entwickelt, um die Diffusions- und die mechanischen Eigenschaften unter realitätsnahen Bedingungen zu untersuchen. Darüber hinaus konnten der binäre und der kollektive Diffu- sionskoeffizient für Hydrogel/Lösungs- mittel-Systeme mit Hilfe der konfo- kalen Raman-Spektroskopie sowie in einer einachsigen Kompressionszelle bestimmt werden. Für die wärmeempfindlichen Poly(N- isopropylacrylamid)-Hydrogele wurde der kollektive Diffusionskoeffizient ba- sierend auf den viskoelastischen Para- metern des Hydrogels bestimmt. Die Abhängigkeit zwischen der Lösungsmit- telkonzentration und der Ramanintensi- tät für Poly(NIPAAm) wurde verwendet, um den binären Diffusionskoeffizienten zu berechnen. Die erhaltenen Daten wurden mit einem zweidimensionalen Diffusionsmodell mit variablen Randbe- dingungen, das auf dem Fick’schen Ge- setz basiert, verglichen. Die erhaltenen Diffusionskoeffizienten erlauben eine gute Beschreibung der Diffusionskine- tik. P2.08 Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit ionischer Flüssigkeiten mit der Transient Hot-Bridge (THB) Methode Dr. B. Rathke 1) (E-Mail: [email protected]), Prof. Dr.-Ing. S. Will 1) , Dr. U. Hammerschmidt 2) 1) Universität Bremen, Technische Thermodynamik, Badgasteiner Straße 1, D-28359 Bremen, Germany 2) Physikalisch-Technische Bundesanstalt PTB, Bundesallee 100, D-38116 Braunschweig, Germany DOI: 10.1002/cite.201050575 Ionische Flüssigkeiten (ILs) werden zu- nehmend in industriellen Anwendun- gen wie z. B. in der Katalyse oder als Reaktions- oder Extraktionsmedien ein- gesetzt. Trotz der in den letzten Jahren in immer größerer Zahl publizierten wissenschaftlichen Arbeiten, in denen die thermodynamischen Eigenschaften solcher Systeme untersucht werden, sind systematische Untersuchungen der thermophysikalischen Eigenschaften rar. Dabei stellen insbesondere die Trans- portkoeffizienten Schlüsseldaten dar, die sowohl für die Auslegung industriel- ler Prozesse unabdingbar als auch für das grundlegende physikalisch-chemi- sche Verständnis dieser Stoffsysteme von großer Wichtigkeit sind. Aufgrund der mit den klassischen experimentellen Bestimmungsmethoden dieser Stoffgrö- ßen verknüpften Probleme, wie z. B. des großen Probenvolumens, der hohen elektrischen Leitfähigkeit sowie der Messdauer, sind Daten für die Wärme- leitfähigkeit nur für einzelne Systeme vermessen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden Wär- meleitfähigkeitsmessungen für verschie- dene ionische Flüssigkeiten des Typs 1- Alkyl-3-methyl-imidazonium-bis(trifluo- romethylsulfonyl)imid (CnmimNTf 2 ;n =1 – 16) im Temperaturbereich von 293 K bis zu 423 K durchgeführt. Dazu wurde erstmals das Transient Hot-Bridge (THB)-Verfahren verwendet. Da Refe- renzdaten für dieses Stoffsysteme nicht verfügbar sind, werden die erhaltenen Ergebnisse anhand eines Vergleichs von Wärmeleitfähigkeitsmessungen anderer ähnlicher organischer Lösungsmittel, für die Referenzdaten vorliegen, über- prüft. 2 Fluiddynamik und Trenntechnik 1377 Chemie Ingenieur Technik Chemie Ingenieur Technik 2010, 82, No. 9 © 2010 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim www.cit-journal.de

Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit ionischer Flüssigkeiten mit der Transient Hot-Bridge (THB) Methode

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dellierung der Stoffeigenschaften einebesondere Herausforderung dar.

Assoziative Wechselwirkungen kön-nen mit einem physikalischen Modellbeschrieben werden, das im Rahmender Perturbed Chain-Statistical Associa-ting Fluid Theory [1] verwendet wird.Bei der Anwendung dieses Modellsmuss ein sogenanntes Assoziationsmo-dell entsprechend dem Vorschlag vonHuang und Radosz [2] für die jeweils

betrachteten Komponenten einer Mi-schung und ein Modell für die Kreuzas-soziation, das von den Komponentender Mischung abhängt, gewählt werden.Diese Situation führt zu Schwierigkei-ten bei der Entwicklung eines möglichststoffunabhängigen Lösungsalgorithmusfür die Modellierung von Prozessen.

Dieser Beitrag widmet sich der Verall-gemeinerung der Assoziationsmodelle,die auch die Berücksichtigung der

Kreuzassoziation erlaubt. Weiterhinführt die Verallgemeinerung zu einemnumerisch stabilen Lösungsverfahrenbei der Berechnung der Monomerkon-zentrationen.

[1] J. Gross, G. Sadowski, Ind. Eng. Chem.Res. 2002, 41, 5510.

[2] S.H. Huang, M. Radosz, Ind. Eng. Chem.Res. 1991, 30, 1994.

P2.07

Transportvorgänge in HydrogelenM. Sc Eng A. A. Naddaf1) (E-Mail: [email protected]; [email protected]), Prof. H.-J. Bart1)

1)TU Kaiserslautern, Lehrstuhl für Thermische Verfahrenstechnik, Gottlieb-Daimler-Straße 44, D-67653 Kaiserslautern, Germany

DOI: 10.1002/cite.201050273

Neben ihrer erfolgreichen Anwendun-gen im Bereich der pharmazeutischenWirkstoffdosierung sind Hydrogele alsvielversprechende neue biomedizinischeMaterialien vorgeschlagen worden, umSchäden an Sehnen, Gewebe und Kno-chen zu beheben. Für solche, starkdurch Kräfte beanspruchten biokompa-tiblen Materialien in biomedizinischenAnwendungen ist es von großer Bedeu-tung, eine ausreichende große Adsorp-tion/Desorption von wässrigen Lösun-gen zu gewährleisten, ohne dabei dieForm und die Festigkeit des Materials

zu verlieren. Daher wurde ein Versuchs-aufbau entwickelt, um die Diffusions-und die mechanischen Eigenschaftenunter realitätsnahen Bedingungen zuuntersuchen. Darüber hinaus konntender binäre und der kollektive Diffu-sionskoeffizient für Hydrogel/Lösungs-mittel-Systeme mit Hilfe der konfo-kalen Raman-Spektroskopie sowie ineiner einachsigen Kompressionszellebestimmt werden.

Für die wärmeempfindlichen Poly(N-isopropylacrylamid)-Hydrogele wurdeder kollektive Diffusionskoeffizient ba-

sierend auf den viskoelastischen Para-metern des Hydrogels bestimmt. DieAbhängigkeit zwischen der Lösungsmit-telkonzentration und der Ramanintensi-tät für Poly(NIPAAm) wurde verwendet,um den binären Diffusionskoeffizientenzu berechnen. Die erhaltenen Datenwurden mit einem zweidimensionalenDiffusionsmodell mit variablen Randbe-dingungen, das auf dem Fick’schen Ge-setz basiert, verglichen. Die erhaltenenDiffusionskoeffizienten erlauben einegute Beschreibung der Diffusionskine-tik.

P2.08

Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit ionischer Flüssigkeitenmit der Transient Hot-Bridge (THB) MethodeDr. B. Rathke1) (E-Mail: [email protected]), Prof. Dr.-Ing. S. Will1), Dr. U. Hammerschmidt2)

1)Universität Bremen, Technische Thermodynamik, Badgasteiner Straße 1, D-28359 Bremen, Germany2)Physikalisch-Technische Bundesanstalt PTB, Bundesallee 100, D-38116 Braunschweig, Germany

DOI: 10.1002/cite.201050575

Ionische Flüssigkeiten (ILs) werden zu-nehmend in industriellen Anwendun-gen wie z. B. in der Katalyse oder alsReaktions- oder Extraktionsmedien ein-gesetzt. Trotz der in den letzten Jahrenin immer größerer Zahl publiziertenwissenschaftlichen Arbeiten, in denendie thermodynamischen Eigenschaftensolcher Systeme untersucht werden,sind systematische Untersuchungen derthermophysikalischen Eigenschaften rar.Dabei stellen insbesondere die Trans-portkoeffizienten Schlüsseldaten dar,die sowohl für die Auslegung industriel-

ler Prozesse unabdingbar als auch fürdas grundlegende physikalisch-chemi-sche Verständnis dieser Stoffsystemevon großer Wichtigkeit sind. Aufgrundder mit den klassischen experimentellenBestimmungsmethoden dieser Stoffgrö-ßen verknüpften Probleme, wie z. B. desgroßen Probenvolumens, der hohenelektrischen Leitfähigkeit sowie derMessdauer, sind Daten für die Wärme-leitfähigkeit nur für einzelne Systemevermessen.

Im Rahmen dieser Arbeit wurden Wär-meleitfähigkeitsmessungen für verschie-

dene ionische Flüssigkeiten des Typs 1-Alkyl-3-methyl-imidazonium-bis(trifluo-romethylsulfonyl)imid (CnmimNTf2; n=1 – 16) im Temperaturbereich von 293 Kbis zu 423 K durchgeführt. Dazu wurdeerstmals das Transient Hot-Bridge(THB)-Verfahren verwendet. Da Refe-renzdaten für dieses Stoffsysteme nichtverfügbar sind, werden die erhaltenenErgebnisse anhand eines Vergleichs vonWärmeleitfähigkeitsmessungen andererähnlicher organischer Lösungsmittel,für die Referenzdaten vorliegen, über-prüft.

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