Herstellung organischer Nanopartikel durch adiabatische Entspannung in Lavaldüsen

Abstract

Radius in Toluol von ungefähr 14 -18 nm aufweist, besitzen einen hydrophilen Kern und einen hydrophoben Mantel. Der in Benzol dispergierte hydrophile Metall-Precursor gelangt mittels flüssig/flüssig Phasentransfer in die Nanoreaktoren, ist dort eingeschlossen und wird durch die hydrophilen PEG-Blöcke reduziert. Die Stabilisation der Nanopartikeln erfolgt aufgrund hydro-phober Polymethylenketten, die an der Außenwand der Mizellen sitzen. Es entstehen über die Reduktion des Metall-Precursors 8 -20 nm große Metallpartikeln. Die hergestellten Polymere werden für die invertierbare Polymerbeschichtung von Oberflächen verwendet. Dieser Ansatz basiert auf der Funktionalisierung einer Oberfläche mit einem reaktiven Anker-Co-Polymer Polystyrol-alt-Ma-leinanhydrid mittels physikalischer Adsorption. Dabei werden die Ketten des entwickelten Polymers über eine Reaktion zwischen funktionellen Gruppen des Anker-Co-Polymers und des Polymers auf der Oberfläche gebunden. Eine Modifizierung von Titandioxidpartikeln mit invertierbaren Polymerketten ergab eine wesentliche Verbesserung der Stabilität der Suspension. Ein Prozess zur Herstellung organischer Nanopartikel aus der Gasphase wird vorgestellt. Es wird ein organisches Rohmaterial durch kontrolliertes Erhitzen in die Gasphase überführt und danach der Gasstrom durch eine adiabate Entspannung in einer Lavaldüse sehr schnell und stark abgekühlt. Bei ausgewählten Bedingungen bilden sich aufgrund der dadurch erzielten Übersättigung feinste Partikel infolge einer homogenen Kondensation. Es zeigte sich, dass die damit hergestellten Partikel eine hohe chemische Reinheit und eine enge Partikelgrößenverteilung aufweisen. Es wurden nanoskalige Partikel im Bereich von 20 bis 300 nm erzeugt. Ein weiterer Schwerpunkt der Arbeiten lag auf der Optimierung der einzelnen Prozessschritte, um Partikelform und Partikelgröße gezielt steuern zu können. Die Abbildung zeigt auf diese Weise erzeugte Partikel aus einem organischen Material mit unterschiedlichen Prozessparametern. Ein wesentlicher Parameter ist die Prozesstemperatur. Gemessene Partikelgrößenverteilungen zeigen, dass bei abnehmender Prozesstemperatur der Modalwert der Verteilung zu einer kleineren Partikelgröße hin verschoben wird. Der Prozess bietet die Möglichkeit, unterschiedliche Stoffe aus der Gasphase in nanoskalige Partikel zu überführen. Beim Vorhandensein inerter Partikel im System können diese auch durch heterogene Kondensation mit einem dünnen Layer des Ausgangsstoffes überzogen werden (Coating). Viskose Flüssigkeiten erschweren aufgrund ihrer Zähigkeit die Handhabung im Prozess. Es wird angestrebt, viskose Fluide in pulverförmige, leicht zu dosie-rende Formen zu überführen. Sprühverfahren wie die CPF-Technologie (Con-Abbildung. Durch unterschiedliche Prozessparameter generierte Nanopartikel.