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Neue Methoden zur Charakterisierung des Staub- und Abriebverhaltens von Superabsorber-Granulat unter schonender und intensiver Beanspruchung

IP.com Disclosure Number: IPCOM000245541D
Publication Date: 2016-Mar-15

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Abstract

Superabsorber-Granulate müssen neben den spezifischen Produkteigenschaften zur Flüssigkeitsaufnahme auch den Kundenanforderungen nach Staubarmut und Abriebstabilität gerecht werden. Zu diesem Zweck wurden zwei neue Labormethoden für die Staub- und Abriebuntersuchung von Superabsorber-Granulat entwickelt. Beide Labormethoden basieren auf kommerziell erhältlichen Apparaturen, die für die hier beschriebene Anwendung konstruktiv modifiziert sowie mit einer on-line Messtechnik für eine optische Partikelanalyse kombiniert werden.

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Neue Methoden zur Charakterisierung des Staub- und Abriebverhaltens von Superabsorber-Granulat unter schonender und intensiver Beanspruchung

Holger Barthel, Sylvia Bertha, Asif Stöckel-Karim, Matthias Wilhelm Meier BASF SE, Carl-Bosch-Str. 38, 67056 Ludwigshafen

Schlagworte: Staub, Abriebverhalten, Superabsorber, rotierende Trommel, Luftstrahlsieb, Streulicht-Partikelzähler


1) Einleitung

Superabsorber-Granulate müssen neben den spezifischen Produkteigenschaften zur Flüssigkeitsaufnahme auch den Kundenanforderungen nach Staubarmut und Abriebstabilität gerecht werden. Zu diesem Zweck wurden zwei neue Labormethoden für die Staub- und Abriebuntersuchung von Superabsorber-Granulat entwickelt. Beide Labormethoden basieren auf kommerziell erhältlichen Apparaturen, die für die hier beschriebene Anwendung konstruktiv modifiziert sowie mit einer on-line Messtechnik für eine optische Partikelanalyse kombiniert werden.

In beiden Apparaturen wird die Produktprobe mechanisch beansprucht, bewegt und mit einem Gasstrom durchströmt. Dadurch werden Feinstaubpartikel generiert, von der Produktprobe separiert und mit dem Gasstrom ausgetragen. Die im Abgasstrom eingesetzte on-line Messtechnik ermöglicht eine exakte und zeitabhängige Erfassung der ausgetragenen Feinstaubpartikel.

Die beiden entwickelten Labormethoden grenzen sich von bestehenden Methoden klar ab. Die erste Labormethode ist fokussiert auf die Charakterisierung des Abriebverhaltens von Produktproben unter schonender Beanspruchung. Dafür wird eine Beanspruchung in einer rotierenden Trommel nach dem in DIN EN 15051-2 [1] beschrieben Verfahren realisiert. Die Ausführungsvariante ähnelt der des "Heubach Dustmeters" [2], [3] (Fa. Heubach GmbH). Die Beanspruchungstrommel wurde für die hier beschriebene Anwendung jedoch konstruktiv modifiziert und direkt mit einem Streulicht-Partikelzähler (Aerosolspektrometer PROMO 3000H, Fa. Palas GmbH) [3], für die Feinstaub-Partikelanalyse kombiniert.

Die Labormethode wird deshalb im Folgenden als "Heubach-Promo-Analyse" bezeichnet. Das Funktionsprinzip der "Heubach-Promo-Analyse" und die Versuchsdurchführung werden in den Abschnitten 3.1/3.2 erläutert.

Die zweite Labormethode ist fokussiert auf die Charakterisierung des Verhaltens von Produktproben bei einer Prallbeanspruchung der Partikel unter mittlerer bis hoher Intensität. Für diese Labormethode kommt ein Luftstrahlsieb (AS200jet, Fa. Retsch GmbH) [5], zum Einsatz, das ebenfalls mit einem Streulicht-Partikelzähler (Aerosolspektrometer PROMO 3000H, Fa. Palas GmbH) kombiniert wird. Für die Anwendung wurde das Luftstrahlsieb modifiziert. Außerdem wurde ein spezieller Aufbau zur Teilstromentnahme im Abgasstrom des Luftstrahlsiebs entwickelt. Die Labormethode wird im Folgenden als "Luftstrahlsieb- Promo-Analyse" bezeichnet. Das Funktionsprinzip der "Luftstrahlsieb-Promo-Analyse" und die Versuchsdurchführung werden in den Abschnitten 4.1/4.2 erläutert.

Sowohl die "Heubach-Promo-A...