Herstellung submikroner PVDF-Partikel

• Applicants: Professorin Dr. Sabine Beuermann; Professor Dr.-Ing. Michael Türk
• Subject Area: Preparatory and Physical Chemistry of Polymers ; Mechanical Process Engineering
• Term: from 2011 to 2015
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 184843374

• Final Report Year: 2018

Final Report Abstract

Die wesentlichen Ergebnisse im Rahmen des Gemeinschaftsprojektes durchgeführten Arbeiten lassen sich wie folgt zusammenfassen: • RESS ermöglicht die Herstellung von Polymerpartikeln im Bereich von 39 nm < d50 < 76 nm. • RESS ermöglicht bei Wahl der geeigneten Prozessparameter die Umwandlung der unerwünschten α- in die gewünschte β-Phase. • Die mittels RESS hergestellten Polymerpartikel mit der C6F12Cl-, I-Endgruppe zeigen das erwünschte piezoelektrische Verhalten. • Die bisher synthetisierten Copolymere sind für weitere Untersuchungen, bedingt durch den geringen kristallinen bzw. hohen amorphen Anteil, nicht geeignet. • Untersuchungen zum Einfluss der Partikelgröße bzw. Endgruppen auf die piezoelektrischen Eigenschaften konnten bisher noch nicht durchgeführt werden. • Die Keimbildungs- und Wachstumsphänomene, die zu der gewünschten β-Phase führen, müssen noch im Detail untersucht werden. Deshalb sollten, aufbauend auf den bisherigen Ergebnissen, gezielt PVDF-Partikel mit definierten Produkteigenschaften (Größe, Form, piezoelektrische Eigenschaften) hergestellt werden. Dazu muss der Einfluss der Vorexpansionsbedingungen (p0, T0, Entspannungsbzw. Abkühlrate und Verweilzeit) auf die Größe, kristalline Form und elektrischen Eigenschaften der gebildeten Polymerpartikel untersucht werden. Darauf basierend müssen dann gesicherte Methoden für die Prozessauslegung und -führung entwickelt werden, um eine gleichbleibende Produktqualität und -stabilität zu garantieren und die Übertragung der Ergebnisse auf andere, ähnliche Stoffsysteme und Fragestellungen zu ermöglichen.

Publications

• Crystal phase transformation of α into β phase poly(vinylidene fluoride) via particle formation caused by rapid expansion of supercritical solutions, RSC Adv. 5 (2015) 66644–66649
  S. Wolff, F. Jirasek, S. Beuermann, M. Türk
  (See online at https://doi.org/10.1039/c5ra12142f)
• Effect of Process Conditions during Rapid Expansion of Supercritical Solutions on Poly(vinylidene fluoride) Properties, Proceedings of the 15th European Meeting on Supercritical Fluids, Essen (Germany) 8. - 11.5.2016
  S. Wolff, S. Beuermann, M. Türk
  
• Impact of rapid expansion of supercritical solution process conditions on the crystallinity of poly(vinylidene fluoride) nanoparticles, J. Supercrit. Fluids 117 (2016) 18–25
  S. Wolff, S. Beuermann, M. Türk
  (See online at https://doi.org/10.1016/j.supflu.2016.07.013)
• "Herstellung submikroner Polyvinylidenfluoridpartikel: Untersuchung polymorpher Umwandlungsprozesse bei der Mikronisierung von Polymeren durch schnelle Expansion überkritischer Lösungen (RESS)", Dissertation, Karlsruher Institut für Technologie, 2017
  S. Wolff