Modellierung der Diffusion von Lösungsmitteln in hochvernetzten Polymeren

Description

In der Verkapselung der Elektronik von medizinischen Geräten sind hochvernetzte Polymere von herausragender Bedeutung. Hierbei schützen diese Polymere die hochsensible Elektronik gegen Lösungsmittel oder Wasserdampf bei der Sterilisation. Jedoch kann durch die Polymerkapselung selbst Flüssigkeit aufgenommen werden und zu der Elektronik diffundieren, was zum Ausfall der Elektronik führt.
Deswegen werden in dieser Arbeit die Quellung und der Stofftransport verschiedener Lösungsmittel in Epoxid- und Phenolharzen sowie Silikon experimentell und theoretisch untersucht. Als Basis für die theoretische Untersuchung wird die PC-SAFT Zustandsgleichung angewendet.[1,2] Aufgrund der Lösungsmittelaufnahme werden die Polymerketten gestreckt. Die entstehenden elastischen Kräfte werden durch die Kombination von PC-SAFT mit dem Netzwerkterm von Miao et al.[3] berücksichtigt. Die Triebkraft für den Stofftransport ist das chemische Potential, hierbei wird nur der Stofftransport der Lösungsmittel betrachtet und das Polymer als unbeweglich. Das entwickelte Modell ermöglicht es so, die Schichtdicke der Polymere für verschieden Anwendungsfälle zu bestimmen.
Auf dem Poster werden die neusten Ergebnisse der Modellierung und den Experimenten präsentiert und diskutiert.
[1] J. Gross and G. Sadowski, “Perturbed-Chain SAFT: An Equation of State Based on a Perturbation Theory for Chain Molecules,” Ind. Eng. Chem. Res., vol. 40, no. 4, pp. 1244–1260, 2001
[2] P. Krenn, P. Zimmermann, M. Fischlschweiger and T. Zeiner, “Modeling Highly
Cross-Linked Epoxy Resins in Solvents of Different Polarities with PC-SAFT”, Ind. Eng. Chem. Res. 59 (2020) 5133–5141
[3] B. Miao, T. A. Vilgis, S. Poggendorf, and G. Sadowski, “Effect of finite extensibility on the equilibrium chain size,” Macromol. Theory Simulations, vol. 19, no. 7, pp. 414–420, 2010

Period	6 Mar 2023
Event title	Jahrestreffen der DECHEMA-Fachgruppen Computational Fluid Dynamics und Wärme- und Stoffübertragung
Event type	Conference
Location	Frankfurt, Germany, HesseShow on map
Degree of Recognition	National