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Überkritische Fluide Aerogel-Trocknung

Aerogel-Trocknung

Aerogele - hochwirksame Isolierstoffe

Aerogele sind Produkte, die entweder geformt oder als kleine Partikel vorliegen, die sich durch verschiedene exzellente Produktmerkmale auszeichnen. Die wichtigsten sind:

  • Geringes spezifisches Gewicht
  • Nicht- oder Schwerentflammbarkeit
  • Sehr geringe Wärmeleitfähigkeit

Schon in früheren Jahren haben diese Materialien aufgrund dieser Eigenschaften als Spezialisolierstoffe Interesse geweckt. Da die Wärmeleitfähigkeit im Allgemeinen viel geringer ist als bei den üblichen Isolierstoffen, bieten sich Aerogele speziell für Anwendungen an, wo wenig Platz zur Verfügung steht, z.B. bei der Altbaurenovierung, in Kühlschränken, Flugzeugen oder gar Space Shuttles.

Aerogelproduktionsprozess

Aerogele werden traditionell im Sol-Gel-Verfahren hergestellt, wobei die Lösung eines Netzwerkbildners (z.B. auf Silikatbasis, Polymere sind jedoch auch möglich) eingesetzt wird, um eine feinporige Struktur zu erzeugen. Das Aerogel bleibt erhalten, nachdem das Lösemittel aus diesem Material entfernt worden ist. Dieser Verfahrensschritt ist zugleich auch der kritischste, da eine normale Verdampfung des Lösemittels die feinporige Struktur des Gels zerstören und somit zu einer erheblichen Verformung des Produkts führen kann.

Aerogeltrocknungsprozess

Eine Trocknungsmethode basiert darauf, dass überkritisches CO2 anstelle eines Lösemittels oder Luft als Trocknungsmittel eingesetzt wird. Danach kann das überkritische CO2 in den gasförmigen Zustand entspannt werden, um einen unerwünschten Phasenwechsel von flüssig zu gasförmig zu vermeiden.

Vorteile von überkritischem CO2

  • Keine thermische Belastung, die empfindliche Materialien beschädigen könnte
  • Das Lösemittel kann in reiner Form zurückgewonnen und wiederverwendet werden
  • Ungiftigkeit von CO2
  • Nichtentflammbarkeit von CO2
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