Das Projekt "Investigations of viscous venting and treatment of releases" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg-Harburg, Forschungsschwerpunkt Bautechnik und Meerestechnik, Arbeitsbereich Strömungsmechanik durchgeführt. General Information: Polymerization reactors are widely used throughout the industrialized world in the production processes of many common materials such as polystyrene, polyvinylchloride (PVC) and polyacrylates (e.g. plexiglass). A survey carried out in 1990 by the UK Health and Safety Executive showed that, over period up to 1987, an average of five serious industrial incidents due to runaway polymerization reactions occurred every two years. Against this background, and in the framework of reduction of risks to human health and the environment, many of Europe's leading chemical companies have expressed a strong need to improve the modelling capability available for the design of emergency pressure relief systems for such reactors. The present proposal is focussed on this area and is characterised by a problem-solving approach. Many runaway reactions that are of greatest concern are those that involve highly-viscous multiphase fluids (viscosities typically greater than 1000cP). There are considerable uncertainties in specifying the required safety valve and pipe sizes to handle such fluids so that, if activated, the emergency pressure relief systems will be able to discharge reactor contents at a rate that will prevent a dangerous build-up of pressure and temperature in the reactor vessel. However, the basic hindrance to the development of improved modelling techniques is the extremely limited experimental database on the flow of highly-viscous multiphase fluids (reacting and non-reacting) in vessels, safety valves and piping. In view of the variety of polymerization processes, it is necessary for this project to adopt a generic approach, i.e. to perform experiments that allow high-viscosity effects to be studied systematically and, on this basis, to develop generalised physical models for emergency pressure relief system design. The INOVVATOR Project has the following objectives: 1. To complement the very limited experimental database on high-viscosity multiphase flows by performing a number of experiments designed to fill certain critical knowledge gaps such as liquid-vapour distribution in reactor vessels, the pressure drop characteristics of safety valves and associated pipe systems and corresponding mass discharge rates. 2. To create a computer database containing these and other available experimental data related to high- viscosity multiphase flows. 3. To develop or improve the modelling technology for highly-viscous flows used in the design of emergency pressure relief systems. This would be validated against the above database. 4. To exploit and disseminate the products of the project, e.g. by publications, presentations at industrial working groups and by incorporating the improved models in existing design software. The resources necessary to achieve these objectives demand a trans-national approach. ... Prime Contractor: Commission of the European Communities, Institute of Systems, Informatics and Safety; Barasso; Italy.
Das Projekt "Dekorative und kratzfeste UV-Lackschichten mit reduzierter Schichtdicke (UV-Deko) - Teilvorhaben 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von iLF Forschungs- und Entwicklungsgesellschaft Lacke und Farben mbH durchgeführt. Das Vorhabensziel besteht in der Weiterentwicklung der UV-Härtungstechnologie zur Beschichtung und Veredlung von dreidimensionalen Werkstücken. Diese soll aufgrund ihrer Fertigungseffizienz und Umweltfreundlichkeit in die Lage versetzt werden, einen nachhaltigen Wandel in der Lackierung von Serienbauteilen, welche dekorativen Anforderungen genügen müssen, zu bewirken. Der Anteil der iLF GmbH umfasst die Bearbeitung grundsätzlicher Fragen im chemischen, formulierungstechnischen und analytischen Bereich, ferner die Projektkoordinierung. Die Arbeiten umfassen die Rezeptierung, Härtung und Austestung von Modell-Lacken einschl. der Rohstoff-Beurteilung. Zur Bewertung kommen mechanische Untersuchungen (zu Härte, Flexibiltät und Haftung) zum Einsatz, ferner optische Bewertungen, chemische Beständigkeitstests und Korrosions- und Kurzbewitterungsprüfungen Lackproben bzw. entsprechende Extrakte werden mittels spektroskopischer Methoden (z.B. IR-Spektroskopie), chromatographischer Verfahren (z.B. GPC), Viskosimetrie, Photo-DSC u.a. untersucht.
Das Projekt "Struktur-Eigenschafts-Beziehungen von Polyelektrolyten zur Optimierung der Partikelabscheidung am Beispiel der Flockung mit Fe-Salzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Braunschweig, Institut für Technische Chemie durchgeführt. Untersuchung der Struktur-Eigenschafts-Beziehungen von anionischen und kationischen, linearen sowie vernetzten Polyelektrolyten zur Optimierung der Wassertechnologie. Die chemische Fabrik Stockhausen synthetisiert die Polymeren im Technikumsmassstab (1/2 - 1 kg) hochrein. Wassertechnologische Untersuchungen. Der Antragsteller charakterisiert die Mikrostruktur (elastische Lichtstreuung und Viskosimetrie) unter Einbeziehung der Oberflaechen-Ausschluss-Chromatographie (Molekulargewichtsverteilung). Darueber hinaus die Makrostruktur ueber das Fliessverhalten (Scherfliessen, mechanisch-dynamische Messungen). Auswertung und Modellierung der Ergebnisse.
Das Projekt "Struktur-Eigenschafts-Beziehungen von Polyelektrolyten zur Optimierung der Partikelabscheidung am Beispiel der Flockung mit Eisensalzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Institut für Technische und Makromolekulare Chemie durchgeführt. Untersuchung der Struktur-Eigenschafts-Beziehungen von anionischen und kationischen, linearen sowie vernetzten Polyelektrolyten zur Optimierung der Partikelabscheidung in Gegenwart von Fe-Salzen. Die chemische Fabrik Stockhausen synthetisiert die Polymeren im Technikumsmasstab (1/2 - 1 kg) hochrein. Wassertechnologische Untersuchungen. Der Antragsteller charakterisiert die Mikrostruktur (elastische Lichtstreuung und Viskosimetrie) unter Einbeziehung der Oberflaechen-Ausschluss-Chromatographie. Darueber hinaus die Makrostruktur ueber das Fliessverhalten (Scherfliessen, mechanisch-dynamische Messungen). Kombinierte Scher- und Filtrationstests zur Frage der Stabilitaet und Wechselwirkung zwischen Polymer und Feststoff. Auswertung und Modellierung der Ergebnisse.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Entwicklung praxistauglicher Messmethoden zur Viskositätsmessung in Biogasmedien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Kurt-Schwabe-Institut für Mess- und Sensortechnik Meinsberg e.V. durchgeführt. Die Effizienz von Biogasanlagen hängt u.a. in hohem Maße von der Viskosität des Biogasmediums ab. Bislang existiert jedoch noch kein zuverlässiges, leicht handhabbares und ökonomisches Verfahren zur In-situ-Messung dieses Parameters. Gesamtziel des Vorhabens ist daher die Entwicklung eines Viskositätssensors zur Optimierung von Biogasprozessen, der es ermöglicht, insbesondere auch inhomogene, stückige und strukturviskose Biogasmedien in großen Reaktorvolumina hinsichtlich ihrer Viskosität auf die günstigsten Werte einzuregeln. Das Vorhaben wird am Kurt-Schwabe-Institut für Mess- und Sensortechnik e.V. Meinsberg (KSI) in Kooperation mit dem Institut für Agrar- und Stadtökologische Projekte an der Humboldt-Universität zu Berlin (IASP), der Pronova Analysentechnik GmbH und dem Ingenieurbüro Peter Zimmermann (TEB) als Unterauftragnehmer des IASP bearbeitet. KSI wird an einer Biogas-Versuchsanlage grundlegende Untersuchungen zur Viskositätsmessung in verschiedenen Biogasmedien durchführen und praxistaugliche Messmethoden entwickeln. IASP wird diese im Labormaßstab erproben und Untersuchungen zur Ertragssteigerung des Biogasprozesses durch Messung und Steuerung der Viskosität durchführen. Pronova übernimmt die Entwicklung und Musterfertigung der Sensoren. TEB wird die elektronischen Komponenten entwickeln und das Messsystem am IASP messtechnisch betreuen.
Das Projekt "Biobrennstoffdesign mit Mischungen aus landwirtschaftlichen Reststoffen unter Berücksichtigung der Austauschbarkeit der Brennstoffkomponenten nach regionalem Aufkommen und der Endnutzung in kleinen Anlagen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg durchgeführt. Das Ziel des Verbundhabens ist die Erweiterung des einsetzbaren Biomassespektrums zur energetischen Nutzung in Verbrennungs- und Vergasungsanlagen durch die Entwicklung von neuartigen Biobrennstoffen und damit die Erhöhung des Anteils an nutzbarer Biomasse im Energiesektor . Im Fokus des ZSW (Arbeitspaket 3.2) liegt dabei die Ermittlung des dynamischen Ascherweichungsverhalten sowie die Bestimmung der brennstoffcharakteristischen Temperaturen (Ascheerweichungs- und Ascheschmelztemperatur) verschiedener biogener Brennstoffe und Brennstoffgemische, um Betriebsstörung, hervorgerufen bereits durch das teilweise Aufschmelzen der Asche (Agglomeration und Anbackungen von Aschepartikeln sowohl in Verbrennungs- als auch in Vergasungsanlagen), zu vermeiden. Das ZSW übernimmt in diesem Verbundprojekt neben der Beratung und Unterstützung in den Teilarbeitspaketen AP 1 'Auswahl der Biobrennstoffe', AP 2 'Bildung von Mischbrennstoffen', AP 3 'Vergasungs-/ Verbrennungsverhalten', AP 3.3 'Modelbildung' und AP 4 'Auswertung' die Detailuntersuchungen im Arbeitspaket '3.2 Ascheverhalten'. Im Speziellen die Ermittlung des dynamischen Ascheerweichungsverhaltens mineralstoffreicher, biogener Brennstoffe und Brennstoffgemmische mittels eines Rotationsviskosimeters (AP 3.2 d: Rotationsviskosimeter) . Zur Verifizierung der erlangten Ergebnisse und in Absprache mit den Projektpartnern werden ausgewählte Proben nochmals genauer untersucht. Dies beinhaltet neben den Untersuchungen zur Bestimmung des Ascheschmelzverhaltens auch die Veraschung der Biomasse bzw. der Probenmischungen am ZSW in einem Muffelofen nach DIN-Vorschrift (AP 3.2 a: Veraschung). Das Verbundvorhaben hat aufgrund seiner Thematik Aussicht auf einen wirtschaftlichen bzw. technischen Erfolg. Die Ergebnisse des Forschungsvorhabens sollen in Form von gemeinsamen Veröffentlichungen auf Konferenzen/Tagungen publiziert werden. Die Rahmenbedingungen für gemachte Erfindungen/ Patente werden in einem Kooperationsvertrag festgelegt.
Das Projekt "Stärkebasierende Verdickungsmittel für Kosmetik und Pharmazie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut Dr. Schrader Beratungslabor durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Synthese und Charakterisierung von Verdickungsmitteln für tensidhaltige Kosmetika auf Basis von nachwachsenden Rohstoffen bevorzugt auf Basis von Stärkederivaten. Handlungsbedarf besteht auf diesem Gebiet insofern, dass einerseits die üblicherweise vollsynthetischen, schwer abbaubaren Produkte wie Polyacrylate ersetzt werden. Andererseits werden die verwendeten PEG-Derivate immer häufiger in toxikologischer Hinsicht kritisch bewertet. Außerdem weisen Produkte wie z.B. Hydroxyethylcellulose den Nachteil auf, dass sie durch einen langsamen enzymatisch bedingten Viskositätsabbau im Endprodukt gekennzeichnet sein können. Zur Lösung dieser Aufgabe soll als Grundlage die als Verdickungsmittel bekannte hochsubstituierte Carboxymethylstärke verwendet werden, deren Tensidverträglichkeit und Langzeitstabilität durch geeignete Zweitsubstitution von beispielsweise hydrophoben und/oder nichtionischen hydrophilen Gruppen und/oder durch Vernetzung erreicht werden soll. Durch bestehende Kontakte zu Herstellern von Stärkederivaten sowie zu einem Chemiehandelsunternehmen wäre die Markteinführung erarbeiteter Substanzen gewährleistet.
Das Projekt "multiKAT - Ressourceneffizienz und unkonventionelle 'All-Polyethylene'-Nanocomposite für den Leichtbau durch Tandem-Katalyse, kompartimentierte Multizentren-Katalysatoren und mesoskopische Formreplikation" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Konstanz, Mathematisch- Naturwissenschaftliche Sektion, Fachbereich Chemie, Lehrstuhl für Chemische Materialwissenschaft durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung von Post-Metallocen-Katalysatoren welche Polyethylene mit sehr hohen Molekulargewichten unter Comonomereinbau erzeugen, sowie in der Lage sind Ethylen zu extrem hochmolekularen Produkten bis hin zum zweistelligen Millionenbereich zu polymerisieren. Ein- und mehrzähnige Liganden mit N,O bzw. N,N,C-Donoren werden synthetisiert, und mit Metallen insbesondere der vierten Nebengruppe zu Komplexen umgesetzt. Deren katalytische Eigenschaften in der Ethylen Homo- und Copolymerisation werden im Labormaßstab untersucht. Erhaltene Polymere werden mittels HT-GPC, Viskosimetrie, DSC und NMR-spektroskopisch charakterisiert. Morphologien werden durch TEM und auf grösseren Skalen lichtmikroskopisch charakterisiert.
Das Projekt "Naturfaserverbunde auf Kunststoffbasis - Teilprojekt: Struktur- und Gefügeanalyse an naturfaserverstärkten Kunststoffen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Chemnitz, Lehrstuhl für Verbundwerkstoffe durchgeführt. Die Zielstellung des Projektes bestand darin, die Ausgangsmaterialien (Naturfasern und Polymere) für naturfaserverstärkte Verbundwerkstoffe und ihre Verbundeigenschaften zu charakterisieren. Es bestand eine enge Kooperation und ein kontinuierlicher Datentransfer mit TP I und TP III. Mit Hilfe der thermischen Analyse (TGA, DTA und DSC) wurden die Prozessgrenzen sowohl der Naturfasern als auch der PP-Matrix ermittelt. Die Ergebnisse der thermogravimetrischen Untersuchungen wurden durch die der Ubbelohde-Viskosimetrie bestätigt. Um Festigkeit und E-Modul auf hohem Niveau zu erhalten, sind die Fasern möglichst kurzzeitig niedrigen thermischen Beanspruchungen zu unterziehen. Durch den Ausschluss von Sauerstoff wird die fortschreitende Degradation vermindert. Zur Charakterisierung der Oberflächeneigenschaften der Naturfasern sind oberflächensensitive Methoden (BET-Methode, IR-Spektroskopie, Zeta-Potenzial-Messungen, REM) geeignet. Eine vergrößerte spezifische Oberfläche und das Entfernen von Faserbegleitsubstanzen steigern die Grenzflächenkompatibilität und damit das Verstärkungspotenzial der Naturfasern. Damit wird deutlich, dass eine reproduzierbare Beeinflussung der Naturfasern möglich und nötig ist, um die gewünschten Verbundeigenschaften zu erzielen. Die Verbundwerkstoffe aus Naturfasern und PP wurden einerseits durch Compoundieren und Spritzgießen (Kurzfasern), andererseits durch Herstellen von Hybridvliesen und anschließendem Verpressen (Langfasern) hergestellt. Nach dem Optimieren der Verarbeitungsparameter wurde der Einfluss von Faserart, Fasergehalt, Faserbehandlung und Haftvermittlergehalt auf die mechanischen Eigenschaften im quasi-statischen Biege- und Zugversuch bestimmt. Die Ergebnisse zeigen, dass die genannten Einflussfaktoren wesentlich das Interface und damit die mechanischen Werkstoffkennwerte beeinflussen. Mit Hilfe der Dynamisch-Mechanischen Analyse (DMA) wurden die viskoelastischen Eigenschaften von naturfaserverstärktem Polypropylen charakterisiert. Der Glasübergang lässt sich mit der DMA einfacher und genauer als mit der DSC bestimmen. Die in quasi-statischen Versuchen gefundenen Abhängigkeiten zwischen den o.g. Einflussfaktoren und den mechanischen Eigenschaften werden durch die DMA bestätigt und um Informationen der Temperatur- und Frequenzabhängigkeit von Speicher- und Verlustmodul sowie den Dämpfungseigenschaften erweitert. Die Verwendung von Haftvermittlern mit unterschiedlich hohem Molekulargewicht hat auf die Biege- als auch auf die Zugeigenschaften signifikanten Einfluss. Sowohl bei Flachs- als auch bei Hanffasern weist die Kombination mit niedermolekularem Haftvermittler um ca. 10 Prozent niedrigere Steifigkeiten und Festigkeiten auf. Aus diesem Grund wird die ausschließliche Verwendung von Haftvermittlern mit hohem Molekulargewicht empfohlen. Durch die erzielten Ergebnisse ist es möglich, mit den genannten Verfahren leistungsfähige naturfaserverstärkte Verbundwerkstoffe reproduzierbar herzustellen. Die eingesetzten un
Das Projekt "Wechselwirkung zwischen Extrazellulären Polymeren Substanzen und Kationen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Duisburg-Essen, Campus Essen, Institut Physikalische Chemie, Arbeitsgruppe Mayer durchgeführt. Die Wechselwirkung zwischem dem Polysaccharidanteil von Extrazellulären Polymeren Substanzen und den in der wässrigen Phase enthaltenen Kationen ist von maßgeblicher Bedeutung für die mechanischen und physikochemischen Eigenschaften eines Biofilms. Ziel des vorliegenden Teilprojekts ist die Untersuchung von kationisch induzierten Strukturänderungen des Polysaccharids. Insbesondere sollen Metallkomplexe charakterisiert werden, die das Polysaccharid bekanntermaßen in Gegenwart von zweiwertigen Metallionen ausbildet. Von größtem Interesse sind dabei Komplexstrukturen, die zur Verknüpfung verschiedener Polysaccharidketten und damit zur Bildung eines molekularen Netzwerks führen. Methodisch steht die kernmagnetische Resonanzspektroskopie, teilweise unter Anwendung von selektiver Isotopenmarkierung der Biopolymere, im Vordergrund. Die Beobachtung der 13C-Signale dient gleichermaßen der Detektion struktureller Veränderungen als auch der Messung der lokalen molekularen Beweglichkeit. Ergänzend ist die Anwendung anderer physikalisch-chemischer Methoden (Viskosimetrie, Konduktometrie) geplant. Die Ergebnisse sollen zu einem tiefergehenden Verständnis der Phänmomene führen, die makroskopisch an den Extrazellulären Polymeren in Gegenwart von Metallionen beobachtet werden.
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