Untersuchungen zur Permeation eines Kohlendioxid/Wasserstoff-Gasgemisches und zur Sorption von Kohlendioxid unter hohen Drücken in polymeren Werkstoffen
(Deutsch)
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Die Möglichkeit zur Trennung eines bei Syntheseverfahren anfallenden Hydriergasgemisches, das im Kreislauf geführt werden soll, wurde mit Hilfe eines Membranverfahrens überprüft. Dabei kam die Gaspermeation zur Aufarbeitung eines Kohlendioxid/Wasserstoff-Kreisgasgemisches zum Einsatz, Membranmaterialien waren dichte Membranen aus polymeren Werkstoffen. Zusätzlich wurde die Eignung von elastomeren Dichtungsmaterialien zur Abdichtung von Druckbehältern und Geräten gegenüber hochverdichtetem Kohlendioxid untersucht und die Anwendungsmöglichkeiten der Werkstoffe diskutiert. Es wurde gezeigt, daß bei den ausgewählten Membranmaterialien Polyethylenterephthalat (PET) und Polyamid (PA) die Permeabilität von Kohlendioxid und Wasserstoff mit steigender Temperatur zunimmt. Der Trennfaktor steigt bei PET unterhalb der Glastemperatur von 3 auf über 9 an und nimmt oberhalb der Glastemperatur auf Werte von etwa 7 ab. Das PA erreicht Trennfaktoren von über 17. Schnelle wie auch langsame Druckwechselbeanspruchungen können bei den untersuchten Elastomeren zu einer Beeinträchtigung der Festigkeitseigenschaften wie beispielweise der Reißfestigkeit führen und auch die Elastizität eines Werkstoffs negativ beeinflussen. Dabei zeigt vor allem das FPM (ein Fluorpolymer) sowohl bei schnellen als auch bei langsamen Druckwechselbeanspruchungen eine Schädigung durch Kohlendioxid. Die Ergebisse der schnellen Druckwechselexperimente zeigen, daß unter anderem Weichmacher, die auch die Eigenschaften eines Werkstoffs mitbestimmen, extrahiert werden. Bei allen nachfolgenden Untersuchungen sollte dieser Aspekt mit Hilfe der modernen Analytik wie etwa spektroskopischen Methoden, mitberücksichtigt werden.
Untersuchungen zur Permeation eines Kohlendioxid/Wasserstoff-Gasgemisches und zur Sorption von Kohlendioxid unter hohen Drücken in polymeren Werkstoffen