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Autor: Hillerich, Jens
Titel:Untersuchungen zum Einfluss einiger Polymere auf die Biofilmbildung bei der Papierherstellung
Dissertation:TU Darmstadt, Fachbereich Chemie, 2007

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Abstract auf Deutsch:


Biologische Ablagerungen verursachen oftmals Probleme bei der Papierproduktion wie Flecken und Löcher im Produkt sowie Geruchsbelästigungen während des Herstellungsprozesses. Zur Verminderung der Entstehung und zur Hemmung des Wachstums von Biofilmen werden große Mengen Biozide und Dispergatoren eingesetzt, was hohe Kosten und einer Belastung der Umwelt führt. In dieser Arbeit sollten polymere Papieradditive, die durch ihre Kationizität schon biozid wirken, so modifiziert werden, dass sie auf Papiermaschinenoberflächen besser adsorbieren und dort die Biofilmbildung verhindern. Es wurden kationische Polyvinylamine ausgewählt und diese mit Alkylphosphonsäuren modifiziert. Anschließend wurden die handelsüblichen und die modifizierten Polyvinylamine auf ihre Wirkung auf die Biofilmbildung unter Papiermaschinen ähnlichen Bedingungen sowie der Einfluss dieser Polymere auf den Papierherstellungsprozess untersucht. Die Phosphonsäuregruppe soll hierbei als Anker auf den Stahloberflächen dienen, so dass die antimikrobiell wirkenden Polymere an der Oberfläche adsorbieren und dort das Aufwachsen eines Biofilms verhindern. Für die Untersuchungen wurden Laboranlagen aufgebaut, in denen es möglich ist, Biofilme unter Papiermaschinen ähnlichen Bedingungen zu kultivieren und die Wirkung der Polymere auf die Biofilmbildung zu untersuchen. Die Beurteilung der Biofilmbildung erfolgte mittels einer hierfür optimierten Quarzmikrowaage und über den Druckverlust in einem Strömungsrohr. Durch nahezu alle eingesetzten Polyvinylamine konnte die Biofilmbildung deutlich verringert werden. Der Einfluss der modifizierten Polyvinylamine auf die Papierherstellung wurde Anhand der Füllstoffretention, Formation, Reißlänge und der optischen Eigenschaften beurteilt.


Abstract auf Englisch:

Biological deposits often cause problems in paper production like spots and holes in the product as well as odour nuisances during the production process. For the prevention of biofilm developement and to the inhibition of the growth of biofilms large amounts of biocides and dispersing agents are used which causes high costs and enviromental pollution. In this work some polymer paper additives which work by their cationic charge already biocide should be modified thus that they adsorb on paper machines surfaces better and prevent there the biolfilm developement. Cationic polyvinyl amine was selected and modified with alkyl phosphonic acids. Afterwards the customary ones and the modified polyvinyl amines were examined for their effect on the biofilm developement under paper machines similar conditions as well as the influence of these polymers on the paper production process. The phosphonic acid group conduces, on this occasion, as an anchor on the steel surfaces, so that the antimikrobial working polymers adsorb on the surface and prevent there the development of a biofilm. For the investigations lab arrangements were built up in which it is possible to cultivate biofilms under paper machines similar conditions and to examine the effect of the polymers for the biofilm development. The estimation of the biofilm development occurred by means of a quartz crystal microbalance optimised for this and with the pressure drop in a current pipe. The biofilm development could be reduced by nearly all used polyvinyl amines clearly. The influence of the modified polyvinyl amines on the paper production process was estimated by using filler retention, formation, rip length and the optical qualities.

Dokument aufgenommen :2007-06-22
URL:http://elib.tu-darmstadt.de/diss/000832