Charakterisierung der Einflüsse von Schwermetallverunreinigungen von funktionalen Additiven auf die Nanostrukturierung von Polysaccharid – Formkörperoberflächen

Das Ziel des bearbeiteten Projektes war es, Cellulose-Formkörperoberflächen über eine gezielte Nanostrukturierung in ihrem Benetzungs- und Wechselwirkungseigenschaften so zu verändern, dass das bei Lyocell-Fasern häufig als nachteilig befundene Fibrillierungsverhalten verbessert wird. Dazu sollten die Einflüsse von zugesetzten Polysacchariden und metallhaltigen Zusatzstoffen auf die Lösungs- und Verformungseigenschaften von Cellulose in ionischen Flüssigkeiten untersucht und erreichbare Fasereigenschaften in Abhängigkeit von deren Schwellenkonzentrationen bestimmt werden. Gleichzeitig sollten Grundlagen für eine technische Umsetzung im Pilotanlagenmaßstab erarbeitet und unter produktionsnahen Bedingungen getestet werden.

Ergebnisse

Metallhaltige Zusätze haben im Zusammenwirken mit ionischen Flüssigkeiten (IL) eine stabilisierende Wirkung auf Cellulose-Spinnlösungen. Dadurch wird es möglich höhere Polymer-Konzentrationen bei verringerten Viskositäten und/oder höheren Prozesstemperaturen zu verspinnen. Die Wechselwirkung von IL’s mit Metallionen bewirkt im Zusammenhang mit den dadurch breiter variierbaren Prozessparametern eine Verbesserung der Faserparameter im gewissen Grenzen.

Empfindliche Zusatzstoffe oder solche, welche zu dem im klassischen Lyocell-Prozess verwendeten Lösungsmittel NMMO inkompatibel sind, können hiermit ohne umfangreichere technologische Anpassungen auch unter ansonsten grenzwertigen Bedingungen verarbeitet werden, ohne dabei die Prozesssicherheit zu gefährden.

Anwendungen/Vorteile

·     deutliche Verbesserungen der Prozessführung bei Verarbeitung von Celluloselösungen im Spinnprozess

• stabilisierende Wirkung bei Einsatz von Additiven, welche im klassischen Lyocell-Prozess destabilisierend auf Spinnlösungen wirken
• Verminderung von Emissionen und Nebenprodukten in Prozessflotten