KoPPona 2.0: Kontinuierliche Polymerisation in modularen, intelligenten gegen Belagsbildung resistenten Reaktoren. Teilvorhaben: Grenzflächenanaytik und oberflächenchemische Konzepte
Im Rahmen des Arbeitspakets 3.3 fokussiert sich die UPB auf den Mechanismus und die Modellbildung zu den Initialstadien der Belagsbildung. Die Forschung beschäftigt sich dabei mit der Korrelation zwischen der Struktur der relevanten Reaktoroberflächen und den Anfangsstadien solcher Prozesse (Adsorption und Wachstum an Grenzflächen). Die für die Arbeiten grundlegende Hypothese ist, dass die adhäsiven, elektronischen und mikrostrukturellen Eigenschaften der oberflächennahen Randzone des Werkstoffs bei gegebener polymerer Phase (Systeme der Partner BASF, Covestro und Wacker) einen wesentlichen Einfluss auf die initialen Stadien der Belagsbildung haben. Im Vordergrund steht die Messung von molekularen und mikroskopischen Adhäsionsprozessen durch AFM-basierte Methoden. Komplementär dazu erfolgt die spektroskopische Analyse komplexer Werkstoffoberflächen vor, im und nach dem Kontakt mit dem Prozessmedium sowie die elektrochemische Analytik der Reaktoroberflächen bzw. ihrer Beschichtungen. Insbesondere werden sehr dünne Beläge betrachtet (d < 100 nm). Um grundlegende Untersuchungen durchführen zu können, werden nanostrukturierte Modellbeschichtungen mit variierenden Oberflächenenergien, Topographien und elektrochemischen Eigenschaften genutzt, die im Arbeitspaket 5.2 synthetisiert werden.
Es werden dahingehend verschiedene Oberflächentechnologien, welche für dreidimensionale Bauteile geeignet sind, evaluiert. Folgende Prozesse werden für die Oberflächenmodifizierung der Legierungen sowie die Abscheidung anorganischer und polymerer Schichten genutzt: elektrochemische Passivierung und Abscheidung, Atomlagendeposition (ALD), chemische Gasphasenabscheidung (CVD) sowie nasschemische Schichtabscheidung (z.B. hydrothermale Abscheidung, Sol-Gel Abscheidung, Adsorption von makromolekularen Schichten). Die am TMC selbst hergestellten Schichten wie auch vergleichbare kommerzielle Beschichtungen werden am TMC vergleichend hinsichtlich ihrer Struktur und Oberflächenchemie untersucht.
Koordinator:
Hungenberg Consultant
Prof. Dr. Klaus-Dieter Hungenberg
Ortsstr. 135
69488 Birkenau-Hornbach
Projektpartner:
BASF SE
Carl-Bosch-Straße 38
67056 Ludwigshafen am Rhein
Covestro Deutschland AG
Kaiser-Wilhelm-Allee 60
51373 Leverkusen
Ehrfeld Mikrotechnik GmbH
Mikroforum Ring 1
55234 Wendelsheim
Fluitec mixing + reaction solutions AG
Seuzachstraße 40
8413 Neftenbach
SCHWEIZ
Krohne Innovation GmbH
Ludwig-Krohne-Str. 5
47058 Duisburg
Wacker Chemie AG
Hanns-Seidel-Platz 4
81737 München
Rheinisch Westfälische Technische Hochschule Aachen als Körperschaft des öffentlichen Rechts
Templergraben 55
52062 Aachen
für den Lehrstuhl AVT.Systemverfahrenstechnik
vertreten durch den Rektor oder die von ihm beauftragte Person
Ruhr Universität Bochum
Universitätsstraße 150
44801 Bochum
Ausführende Stelle: Lehrstuhl für Fluidverfahrenstechnik, Prof. Dr. Marcus Grünewald
Lehrstuhl für Elektronische Schaltungstechnik, Prof. Dr. Thomas Musch
Technische Universität Braunschweig
Universitätsplatz 2
38106 Braunschweig
für ihr Institut für Chemische und Thermische Verfahrenstechnik (ICTV)
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
Schlossplatz 4
91054 Erlangen
für ihren Lehrstuhl für Prozessmaschinen und Anlagentechnik (IPAT)
Prof. Dr. Eberhard Schlücker
Cauerstraße 4
91058 Erlangen
Technische Universität Hamburg
vertreten durch den Präsidenten
Am Schwarzenberg-Campus 1
21073 Hamburg
Universität Hamburg
vertreten durch den Präsidenten
Mittelweg 177
20148 Hamburg
Durchführende Stelle: Fakultät für Mathematik, Informatik und Naturwissenschaften, Fachbereich Chemie, Institut für Technische und Makromolekulare Chemie
Hochschule Mannheim
Paul-Wittsack-Straße 10
68163 Mannheim
Universität Stuttgart
Keplerstraße 7, 70174 Stuttgart
für ihr Institut für Chemische Verfahrenstechnik, Böblinger Straße 78, 70199 Stuttgart
Universität Paderborn
Warburger Straße 100, 33098 Paderborn
Ausführende Stelle: Fakultät für Naturwissenschaften, Department Chemie, Arbeitskreis Technische und Makromolekulare Chemie
Prof. Dr.-Ing. Guido Grundmeier
Covestro Deutschland AG
Ehrfeld Mikrotechnik GmbH
Fluitec mixing + reaction solutions AG
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
Hochschule Mannheim
Krohne Innovation GmbH
Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen (RWTH)
Ruhr-Universität Bochum
Technische Universität Braunschweig
Technische Universität Hamburg
Universität Hamburg
Universität Stuttgart
Wacker Chemie AG