Postulka, Niels (2022)
Charakterisierung von benetzbaren Systemen mittels Beschreibung des Kapillarverhaltens unter Rotationsbedingungen.
Technische Universität Darmstadt
doi: 10.26083/tuprints-00022847
Ph.D. Thesis, Primary publication, Publisher's Version
Text
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Item Type: | Ph.D. Thesis | ||||
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Type of entry: | Primary publication | ||||
Title: | Charakterisierung von benetzbaren Systemen mittels Beschreibung des Kapillarverhaltens unter Rotationsbedingungen | ||||
Language: | German | ||||
Referees: | Biesalski, Prof. Dr. Markus ; Andrieu-Brunsen, Prof. Dr. Annette ; Ducrée, Prof. Dr. Jens | ||||
Date: | 2022 | ||||
Place of Publication: | Darmstadt | ||||
Collation: | XIII, 169 Seiten | ||||
Date of oral examination: | 7 October 2022 | ||||
DOI: | 10.26083/tuprints-00022847 | ||||
Abstract: | Der Einsatz poröser Materialien wie bspw. für Verpackungen sind sowohl die mechanischen Eigenschaften als auch insbesondere die Interaktion mit Fluiden, besonders Wasser, von größter Bedeutung. Die Optimierung der mechanischen Papiereigenschaften für den vorgesehenen Einsatz erfolgt meist durch eine Vorbehandlung der Fasern vor der Herstellung. So wird z.B. durch die Erhöhung der Fibrillierung des ausgewählten Zellstoffs durch Mahlen die Zugfestigkeit des Papiers deutlich erhöht. Wird das Fasernetzwerk jedoch in einer wässrigen Umgebung eingesetzt, wie z. B. in mikrofluidischen Experimenten, wirkt sich die erhöhte Aufrauhung der Fasern auch erheblich auf das Flüssigkeitsverhalten aus, was sowohl auf die Porenstruktur als auch auf Reibungseffekten zurückgeführt werden kann. Trotz zahlreicher mathematischer Modelle, die in den letzten Jahren entwickelt wurden, ist die Zahl der verschiedenen intrinsischen und extrinsischen Parameter, die die Flüssigkeitsströmung in Papier beeinflussen können, zu groß, um eine angemessene Beschreibung zu liefern. Insbesondere die Reibungskräfte, die als Gegenkraft zur kapillargetriebenen Flüssigkeitsströmung wirken, sind in diesen komplexen Systemen schwer zu quantifizieren. Im Rahmen dieser Arbeit wurden die Reibungskraft durch die wohldefinierte Zentrifugalkraft als Gegenkraft ersetzt, welches ermöglichte, sowohl den mittleren Porenradius des Fasernetzes als auch einen quantitativen Wert, welcher mit dem Druckabfall korreliert, zu bestimmen. Auf diese Weise können die Einflüsse der Fasermorphologie, wie z.B. die Wahl des Zellstoffs, des Mahlgrads, des Fraktionierungsgrads, sowie die Auswirkungen der Fluidströmung durch verschiedene komprimierte Papiere und die Einflüsse der hydrophilen Kanalbreite bestimmt werden. Neben der Anwendung an verschiedenen Substraten wird ebenso die Konstruktion solche eines Rotationsgerätes beschrieben. |
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Alternative Abstract: |
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Status: | Publisher's Version | ||||
URN: | urn:nbn:de:tuda-tuprints-228475 | ||||
Classification DDC: | 500 Science and mathematics > 540 Chemistry | ||||
Divisions: | 07 Department of Chemistry > Ernst-Berl-Institut > Fachgebiet Makromolekulare Chemie > Macromolecular and paper chemistry | ||||
Date Deposited: | 11 Nov 2022 13:05 | ||||
Last Modified: | 23 Aug 2023 12:48 | ||||
URI: | https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/22847 | ||||
PPN: | 501629017 | ||||
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