Projektbeschreibung:

Um die Trocknung von Polymerlösungen modellhaft zu beschreiben, wird der Diffusionskoeffizient des Lösemittels im polymeren System benötigt, jedoch stehen hierfür in der Literatur nur wenige verlässliche Daten zur Verfügung.

Der konzentrationsabhängige Diffusionskoeffizient kann mit unterschiedlichen Messmethoden, wie Pulsed-Field-Gradient NMR Spektroskopie (PFG NMR) (Selbstdiffusion), Sorptionsversuchen in einer Magnetschwebewaage (wechselseitige Diffusion) und Trocknungsversuchen, die mit der Inversen-Mikro-Raman-Spektroskopie (IMRS) analysiert werden (wechselseitige Diffusion), experimentell bestimmt werden. Der Vergleich für das Stoffsystem Methanol im binären System Methanol-Polyvinylacetat (MeOH-PVAc) zeigt, dass die einzelnen Messmethoden zum Teil unterschiedliche Ergebnisse liefern. Die Diffusionsdaten aus der PFG NMR Spektroskopie und die an Trocknungsversuche angepassten Daten zeigen eine kontinuierliche Zunahme des Diffusions-koeffizienten mit steigender Konzentration des Lösemittels. Die aus der Sorptionskinetik berechneten Daten zeigen eine Verringerung des Diffusionskoeffizienten mit zunehmender Lösemittelkonzentration, was schon von anderen Autoren für verschiedene Lösemittel-Polymer-Systeme beobachtet wurde.

Die gemessenen Diffusionskoeffizienten werden benötigt, um die Trocknung der Polymerlösung zu simulieren. Jedoch konnte gezeigt werden, dass sich die gemessenen Konzentrationsprofile des verdunstenden Lösemittels im Film während der Trocknung mit dem aus Sorptionsmessungen bestimmten Diffusionskoeffizienten bei hohen Lösemittelbeladungen nur unzureichend beschreiben lassen. Es stellt sich daher die Frage, ob die Bestimmung von Diffusionsdaten aus den durchgeführten Sorptionsexperimenten ohne Beachtung zusätzlicher Randbedingungen möglich ist. Zur Klärung dieser Fragestellung werden neue Diffusionsdaten generiert, die Auswertung um komplexe Randbedingungen erweitert und der Einfluss auf aktuelle Diffusionstheorien untersucht.