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Stoffgemische mit Hilfe halbdurchlässiger Membranen zu trennen ist eine interessante Alternative zu herkömmlichen Trennverfahren. Die Gemische werden durch Bündel hauchdünner Schläuche gedrückt, die wie feine Filter arbeiten. Ein neuer, flexibler Hohlfasertyp aus ORMOCER®en, den Forscher aus dem Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC entwickelten, kann auf die verschiedensten Bedürfnisse abgestimmt werden. Gleichzeitig haben die Wissenschaftler ein einfaches kostengünstiges Herstellungsverfahren erarbeitet.
Bei vielen industriellen Vorgängen entstehen Stoffgemische, die aufwendig entsorgt werden müssen. Egal ob Gastrennung, Abwasseraufbereitung oder Ölabscheidung - wichtig ist, die Mischung produkt- und umweltschonend in ihre einzelnen Bestandteile zu zerlegen. Auf diese Weise können Wertstoffe wieder in die Produktion rückgeführt und erneut verwendet werden. Schädliche Stoffe lassen sich herausfiltern, so daß nur geringe Mengen zur Spezialentsorgung gelangen. Das senkt die Kosten und schont die Umwelt. Aufgrund ihrer großen Austauschoberfläche eignen sich Bündel halbdurchlässiger Hohlfasern besonders gut zur Trennung von Stoffen. Je nach Porengröße können Moleküle eines bestimmten Durchmessers durch die Membran hindurch gelangen - wie bei einem Sieb - ohne nennenswerten Energiebedarf oder Chemikalienzusatz. Membranen leisten auch in unserem Körper wertvolle Arbeit: Beispielsweise filtern sie schädliche Substanzen aus dem Blut.
Mit ihrem neuartigen Verfahren können die Forscher aus dem ISC nun ORMOCER®-Hohlfasern herstellen, die für den jeweiligen Einsatzzweck maßgeschneidert sind. ORMOCER®e - eine neue Werkstoffgruppe - verbinden glasartige mit polymeren Komponenten. Der Verbundwerkstoff besteht aus einem anorganischen Silizium-Sauerstoff-Netz in das spezielle organische vernetzbare Molekülgruppen eingebaut sind. Die anorganischen, glasartigen Strukturen ermöglichen das Spinnen des Materials. Die organischen Segmente sorgen dafür, daß die Fasern sich in ihren Eigenschaften problemlos modifizieren lassen. So reicht das Eigenschaftsspektrum der ORMOCER®-Hohlfasern von glasartig spröde bis gummi-elastisch flexibel, von gasdicht bis hochdurchlässig.
»Um die Hohlfasern fertigen zu können, haben wir ein neues Spinnverfahren erarbeitet«, erklärt Dr. Herbert Wolter aus dem ISC. »Die Spinnmasse ist ein lösungsmittelfreies Harz. Mit Druckluft wird das Harz durch die Hohlspinndüse gedrückt. Dabei können wir verschiedenste Durchmesser einstellen - von kleiner als 100 Mikrometer bis in den Millimeterbereich hinein. Anschließend wird die Faser an einen UV-Strahler vorbeigeführt und härtet aus.« So entsteht eine duroplastische Faser, die selbst bei hohen Temperaturen nicht weich wird, transparent und biokompatibel ist.
Neben vielfältigen Einsatzmöglichkeiten für die Stofftrennung können die Hohlfasern auch Gase und Flüssigkeiten transportieren, zum Beispiel als Mikrokapillare und Schläuche mit variablen mechanischen Eigenschaften in der Medizin bzw. Medizintechnik.
Vom 22. - 29. Oktober kann sich die Öffentlichkeit auf der Messe K'98 in Düsseldorf (Halle 03 Stand 3E38) über die neue Hohlfaser und ihre Einsatzmöglichkeiten informieren.
Beate Koch
Ihr Ansprechpartner:
Dr. Herbert Wolter
Telefon 09 31/41 00-5 10, Telefax 09 31/41 00-5 59
Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC
Neunerplatz 2, D-97082 Würzburg
email: wolter@isc.fhg.de
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Fraunhofer-Gesellschaft
Presse und Öffentlichkeitsarbeit
Christa Schraivogel
Leonrodstraße 54
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Lösungsmittelfreies Harz wird mit Druckluft durch die Hohlspinn-düse gedrückt und anschließend mit U ...
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Merkmale dieser Pressemitteilung:
Maschinenbau, Werkstoffwissenschaften
überregional
Forschungsprojekte
Deutsch
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