Herstellung polymerbeschichteter Nanopartikel durch Hochdruckhomogenisation partikelbeladener Monomere mit nachfolgender Miniemulsionspolymerisation

• Antragstellerinnen: Professorin Dr.-Ing. Heike Karbstein; Professorin Dr. Katharina Landfester
• Fachliche Zuordnung: Chemische und Thermische Verfahrenstechnik
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 140272679

Die Herstellung von hybriden Partikeln bestehend aus einem oder mehreren anorganischen Partikeln und einem Polymer ist für eine Vielzahl von Anwendungen relevant. In diesem Antrag sollen die Grundlagen für die Herstellung der Hybridpartikel in einem skalierbaren Hochdruckprozess mit anschließender Miniemulsionspolymerisation erarbeitet werden. Bestimmt werden sollen relevante Parameter zur Steuerung der Partikelgrößen und -morphologien und zur Prozessauslegung. Im ersten Teil wird untersucht, wie sich eine Oberflächenmodifizierung auf die Partikelagglomeration in der Monomerphase auswirkt. Für den anschließenden Prozessschritt der Größeneinstellung durch Hochdruckhomogenisation der Partikel-in- Monomer-Suspension werden im zweiten Teil die strömungsmechanischen und verfahrenstechnischen Grundlagen erarbeitet, um den Tropfenaufbruch und die Stabilisierung partikelbeladener Tropfen zu verstehen. Im dritten Teil werden die kinetischen Parameter bestimmt, die benötigt werden, um eine kontinuierliche Polymerisation direkt im Anschluss an die Hochdruckhomogenisation auszulegen. Aufbauend auf den erzielten Ergebnissen soll schließlich eine Verfahrensmöglichkeit entworfen werden, die möglichst viele der Teilschritte „Partikelmodifikation und -überführung“, „Partikeldesagglomeration“, „Größeneinstellung durch Aufbruch partikelbeladener Tropfen“ und „kontinuierliche Polymerisation“ in einem Prozessschritt bzw. einem kontinuierlichen Verfahren als Basis für eine großtechnische Herstellung von hybriden Core-Shell-Nanopartikeln kombiniert.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1273: Kolloidverfahrenstechnik
• Beteiligte Person: Dr.-Ing. Karsten Köhler