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

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.

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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.

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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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Chemie Ingenieur Technik 2010, 82, No. 9 © 2010 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim www.cit-journal.de