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Neues aus der Forschung

Optimierung


Entwicklung eines Tracer-Tests



Partikelherstellung

Im Verbundprojekt EmiStop befasst sich BS-Partikel mit der Herstellung der für den Tracer-Test benötigten Partikel. Die BS-Partikel GmbH ist ein Hersteller für Standard-Polymerpartikel mit Sitz in Mainz. Die Anwendungsbereiche der Produkte sind weit gefächert und reichen von der Qualitätskontrolle in der Pharmaindustrie bis zur Produktion in der Halbleiter- und Life-Science-Industrie. Für die Methodenentwicklung der magnetischen Suszeptibilitätswaage wurden sphärische Partikel mit starker Magnetisierung hergestellt.
Das Hauptaugenmerk bei den Forschungstätigkeiten von BS-Partikel im Projekt EmiStop liegt jedoch darin, von jeglichen Literaturberichten abweichend, magnetische Mikroplastikimitate herzustellen. Dabei soll vor allem die Form von der thermodynamisch bevorzugten Form der idealen Kugel abweichen. Weiterhin sollen unterschiedliche Polymerspezies mit entsprechender Relevanz für reales Umweltplastik dargestellt werden. In einem neu entwickelten „top-down-Prozess“ wurden mittlerweile magnetische Modellpartikel aus Polyethylen (PE) und Polyvinylchlorid (PVC) in typischen Morphologien für Umweltpalstik hergestellt.  

Magnetische PE-Partikel

magnetische PVC Partikel

Magnetische Suszeptibilität    

Das Fachgebiet Abwasserwirtschaft der TU Darmstadt hat einen neuen technischen Magnetabscheider zur Bilanzierung von Modellpartikeln in Abwasserströmen. Erste Testreihen mit den vom Projektpartner BS-Partikel GmbH hergestellten „bottom-up“ und „top-down“ Partikelsuspensionen wurden erfolgreich durchgeführt. Die Ergebnisse konnten für weitere Optimierungen sowohl auf Seite der Herstellung als auch der Messmethodik mittels Suszeptibilitätswaage genutzt werden.

Entwicklung von Flockungsmitteln für Kunststoffsorten

Derzeit arbeitet EnviroChemie GmbH in erster Linie an der Entwicklung von spezifischen Flockungsmitten, die den Rückhalt von Mikroplastik verbessern sollen. Um solche Flockungsmittel zu entwickeln, wurde 2018 die Wirkung unterschiedlicher Flockungsmittelkombinationen an PE, PET, PVC, PA, PS, PAN, PMMA, PTFE und PEEK im Größenbereich von 5 200 µm untersucht. Die Bewertung der Flockenstruktur erfolgte visuell und lichtmikroskopisch. Zusätzlich wurden die Flockeneigenschaften wie die Filtrationsgeschwindigkeit und das Flockenvolumen gemessen.
Es konnte für jede untersuchte Kunststoffsorte eine optimierte Flockungsmittelkombination gefunden werden, die stabile Flocken erzeugte, welche mit 1.000 – 5.000 µm deutlich größer waren als die ursprünglichen Mikroplastik-Partikel. Damit sollten diese deutlich einfacher aus dem Wasser entfernbar werden. Das zeigte sich auch an den gemessenen Flockenvolumen im Bereich von 1 2 ml/g und der guten Filtrierbarkeit bei Filtrationsgeschwindigkeiten von > 2 g/s. Die tatsächlichen Abtrenneigenschaften mittels Filtration und Flotation oder Sedimentation werden 2019 im Labormaßstab bestimmt, ebenso wie die tatsächliche Abtrennleistung. Diese wird dann mit der Abtrennleistung einer Ultrafiltration, die porengrößenbedingt eine absolute Barriere gegenüber Partikeln im Mikrometerbereich darstellt, verglichen. 

Beispielbild von geflocktem PA auf Millimeterpapier.
Die ursprüngliche Partikelgröße des Mikroplastiks betrug 15-20 µm. 

Mobirise
Stand: Januar 2019