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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Untersuchen der Wirkung eines
superkritischen Fluides auf den Übergang eines
Materials von einer Phase zur anderen von zwei kondensierten Phasen
und deren Anwendung auf den Fall eines Polymermaterials.
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Die superkritischen Fluide, die weder
Gase noch Flüssigkeiten
sind und die zunehmend von einer niedrigen Dichte zu einer hohen
Dichte komprimiert werden können,
haben eine steigende Bedeutung als Lösungsmittel und Reaktionsmedien,
insbesondere in der chemischen Industrie, in der pharmazeutischen
Industrie und in der Nahrungsmittelindustrie.
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Ein Anwendungsbeispiel dieser Fluide
in der chemischen Industrie ist insbesondere das der Polymere, bei
denen die superkritischen Fluide die Steuerung der Molekulargewichte
und der Morphologie erlauben, wodurch man an neue veränderte Produkte
herangeführt
wird.
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Solche Modifikationen werden häufig durch Absorption
von komprimierten Gasen und durch Rekristallisation ausgehend von
Lösungen
realisiert, die mit unterschiedlichen flüssigen Lösungsmitteln präpariert
sind.
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Im Falle von Modifikationen mit einer
Gasabsorption wird die halbkristalline Substanz plastischer und
ihre Glasumwandlung kann beispielsweise um mehrere Dutzende Grad
erniedrigt werden. Der Hauptnachteil einer solchen Technik liegt
darin, daß diese
Eigenschaft praktisch nur beobachtet wird, wenn die modifizierte
Substanz sich unter Beisein des komprimierten Ga ses befindet. Diese
schränkt die
Anwendung dieser Technik stark ein.
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Im Fall der Modifikationen durch
Rekristallisation ausgehend von einer flüssigen Lösung kann die Morphologie der
kondensierten Phase geändert werden,
es ist jedoch häufig
schwierig, geeignete flüssige
Lösungsmittel
zu finden. Diese Technik ist daher praktisch auf Systeme beschränkt, für die die Löslichkeiten
wohlbekannt sind. Zudem muß die
modifizierte kondensierte Phase angemessen getrocknet sein, und
dies ist ein Nachteil, vor allem aus Energiegründen.
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Wenn die wissenschaftliche Literatur
auch diverse Experimente erwähnt,
die ein superkritisches Fluid auf spezielle Materialien in spezifischen
Zuständen
einschließen,
erscheint es jedoch, daß bis heute
keine Vorrichtung existiert, die die vollständige Untersuchung der Wirkung
eines superkritischen Fluides auf den Übergang irgendeines Materials
von einer Phase zur anderen von zwei kondensierten Phasen ermöglicht,
unter Beherrschung aller signifikanter Parameter.
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Die vorliegende Erfindung hat ein
Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufgabe, die insbesondere die
Untersuchung der Veränderung
der Morphologie einer Substanz einzig durch Schmelzen und Rekristallisation
der Substanz oder einfach durch deren Erstarrung ausgehend vom fluiden
oder flüssigen
Zustand unter dem Druck (in Sättigung)
eines superkritischen Fluides in wohldefinierten isothermen oder Isobaren
Zuständen
erlaubt.
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Üblicherweise
kann der Druckbereich bis wenigstens 400 MPa gehen und der Temperaturbereich
kann wenigstens das Intervall 220-570 K abdecken.
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Die Vorrichtung, die das Untersuchen
der Wirkung eines superkritischen Fluides auf den Übergang
eines Materials von einer Phase zur anderen von zwei kondensierten
Phasen ermöglicht,
umfaßt erfindungsgemäß:
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- – eine
Zelle (1), die geeignet ist, eine Probe des zu untersuchenden
Materials aufzunehmen und die für
die Untersuchung angewandten Drücke
und Temperaturen auszuhalten;
- – eine
Quelle eines superkritischen Fluides und ein Leitungssystem, das
diese Quelle mit dem Inneren der Zelle zum gesteuerten Einführen dieses Fluides
in die Zelle verbindet, damit dieses in Kontakt mit der Steuerprobe
ist;
- – Mittel
zum kontinuierlichen oder stufenweisen Variieren entsprechend einem
vorbestimmten Programm des Wertes eines ersten Parameters, der aus
dem Druck (P) des superkritischen Fluides, der Temperatur (T) der
Zelle und dem Volumen (V) der Probe in der Zelle ausgewählt ist,
wobei ein zweiter dieser Parameter dabei auf einem ausgewählten Wert
gehalten wird, damit der Aufnahmeübergang bewirkt wird;
- – Mittel
zum Aufnehmen der Variation des ersten Parameters, der Variation
des dritten Parameters und der Variationen (ΔH) des Wärmeflusses in der Zelle;
- – Mittel
zum Durchführen
analoger Aufnahmen unter ähnlichen
Bedingungen mit einem neutralen Fluid anstelle des superkritischen
Fluides.
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In den bevorzugten Ausführungsformen weist
die Vorrichtung der Erfindung außerdem ein oder mehrere der
folgenden Merkmale auf:
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- – Die
Zelle enthält
eine offene Ampulle, die die Probe aufnimmt;
- – die
Ampulle hat eine weiche Wandung;
- – die
Vorrichtung umfaßt
eine Hochdruckpumpe, deren Kolben von einem Schrittmotor angetrieben wird,
Mittel zum Übertragen
des von dieser Pumpe ausgeübten
Druckes auf das superkritische Fluid und Mittel zum Steuern des
Schrittmotors und zum Aufnehmen der Variationen der Schrittzahl
des Motors;
- – eine
Leitung, die den Druckausgang der Pumpe mit dem Leitungssystem verbindet
und das neutrale Fluid enthält,
damit der Druck der Pumpe mittels des neutralen Fluids auf das superkritische Fluid übertragen
wird;
- – die
Leitung umfaßt
am Ausgang der Pumpe einen Leitungsabschnitt, der stromauf des in
der Leitung enthaltenen neutralen Fluides liegt und der ein Hydraulikfluid
enthält;
- – die
Leitung mündet
auch in eine andere Zelle, die identisch zu der besagten Zelle ist,
damit das neutrale Fluid in diese andere Zelle eingeführt wird;
- – die
Zelle oder jede Zelle ist in einem kalorimetrischen Detektor angeordnet,
der von einem Thermostaten umgeben ist;
- – eine
Steuer- und Aufnahmezentrale ist mit dem Thermostaten, dem kalorimetrischen
Detektor, dem Schrittmotor und einem Drucksensor verbunden, der
den von der Pumpe ausgeübten
Druck aufnimmt.
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Die Erfindung hat ebenfalls ein Verfahren zum
Untersuchen der Wirkung eines superkritischen Fluides auf den Übergang
eines Materials von einer Phase zur anderen zweier kondensierter
Phasen zur Aufgabe, bei dem:
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- – eine
Probe des Materials und das superkritische Fluid in eine Zelle eingeführt werden,
damit das Fluid in Kontakt mit der Probe ist;
- – der Übergang
bewirkt wird, indem gemäß einem vorbestimmten
Programm der Wert eines ersten Parameters kontinuierlich oder stufenweise
variiert wird, der aus dem Druck (P) des Fluides, der Temperatur
(T) der Zelle und dem Volumen (V) der Probe in der Zelle ausgewählt ist,
wobei dabei ein zweiter der besagten Parameter auf einem ausgewählten Wert
gehalten wird;
- – die
Variation des ersten Parameters, die Variation des dritten Parameters
und die Variation des Wärmeflusses
in der Zelle aufgenommen werden;
- – die
vorgenannten Operationen mit dem gleichen programmierten Parameter
und dem gleichen ausgewählten
Wert er neut begonnen werden, indem jedoch ein neutrales Fluid anstelle
des superkritischen Fluides verwendet wird, indem vom Fall abhängig das
neutrale Fluid in Kontakt oder nicht in Kontakt mit der Probe gebracht
wird;
- – und
die mit den beiden Fluides erhaltenen Ergebnisse verglichen werden,
um die Wirkung des superkritischen Fluides auf die Bedingungen des Überganges
zu bewerten.
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In bevorzugten Ausführungsformen
umfaßt das
Verfahren der Erfindung zudem eines oder mehrere der nachfolgenden
Merkmale:
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- – Es
werden superkritische Fluide verwendet, die aus dem Kohlendioxyd-,
dem Stickstoff-, dem Methan-, dem Ethan-, dem Propangas oder deren Mischungen
oder allen anderen Fluiden ausgewählt ist, die geeignet sind,
in den superkritischen Zustand gebracht zu werden.
- – Es
wird Quecksilber als neutrales Fluid verwendet.
- – Es
wird dem superkritischen Fluid der Druck eines durch einen Kolben
angetriebenen Hydraulikfluides übertragen.
- – Diese Übertragung
wird mittels des neutralen Fluides verwirklicht.
- – Dieses
Hydraulikfluid wird verwendet, um das neutrale Fluid bis in die
Zelle zu drücken.
- – Der
Kolben wird durch Antrieb eines Schrittmotors verschoben, um den
Druck zu erzeugen, und es wird die Schrittzahl des Motors gezählt, die
erforderlich ist, um den Druck auf einem ausgewählten Wert zu halten, um die
Variation des Volumens der Probe in der Zelle während des Übergangs zu bestimmen.
- – Es
werden die folgenden Schritte verwirklicht: a) Einführen des
superkritischen Fluides in die Experimentierzelle unter dem erforderlichen
Druck, um eine Hochdruckpumpe arbeiten zu lassen; b) Komprimierung
des superkritischen Fluides durch die Hochdruckpumpe bis zum gewünschten Druck;
c) isobare Einleitung des Schmelzens des Materials durch gesteuerte
Temperaturerhöhung und
gleichzeitiges Aufnehmen der Änderung
des Volumens und des Wärmeflusses;
d) isobare Einleitung der Isobaren Kristallisation des Materials durch
gesteuerte Temperatursenkung und gleichzeitiges Aufnehmen der Änderungen
des Volumens und des Wärmeflusses.
- – Es
werden die folgenden Schritte verwirklicht: a) Einführen des
superkritischen Fluides in die das Material enthaltende Experimentierzelle
unter dem erforderlichen Druck, um die Hochdruckpumpe arbeiten zu
lassen; b) Komprimieren des superkritischen Fluides mittels der
Hochdruckpumpe bis zum gewünschten
Druck; c) isotherme Einleitung des Schmelzens der Substanz durch
gesteuerte Drucksenkung und gleichzeitiges Aufnehmen der Änderungen
des Volumens und des Wärmeflusses;
d) isotherme Einleitung der isothermen Kristallisation des Materials
durch gesteuerte Druckerhöhung
und gleichzeitiges Aufnehmen der Änderungen des Volumens und
des Wärmeflusses.
- – Es
wird das sich im fluiden oder flüssigen
Zustand befindliche Material verändert,
indem seine Temperatur unter dem gesteuerten Druck des superkritischen
Fluides gesenkt wird.
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Unter den Anwendungen der Erfindung
sei insbesondere die Untersuchung polymerer Materialien erwähnt, insbesondere
zum Bestimmen, wann sich die Lösung
aus Polymer/superkritischem Fluid in einem Gleichgewichtszustand
befindet, und wann diese Lösung
gesättigt
wird.
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In speziellen Ausführungsformen:
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- – wird
der Übergang
des Polymers durch Variieren der Temperatur bei konstantem Druck
bewirkt;
- – wird
unter den gleichen Druckbedingungen eine langsame Erwärmung durchgeführt, um
ein homogenes System aus Polymer/gesättigtem superkritischem Gas
zu erhalten, anschließend
eine langsame Abkühlung,
um eine Mikroschaumoder Nanoschaumphae kondensieren zu lassen, wobei dabei
all die Parameter (P, T, ΔH
und ΔV)
der überwachten Übergänge aufgenommen
werden;
- – wird
der Übergang
des Polymers bewirkt, indem der Druck bei konstanter Temperatur
variiert wird;
- – wird
unter den gleichen Druckbedingungen eine langsame Erwärmung durchgeführt, um
ein homogenes System aus Polymer/gesättigtem superkritischen Gas
zu erhalten, anschließend
eine langsame Komprimierung, um eine Mikroschaum- oder Nanoschaumphase
kondensieren zu lassen, wobei dabei all die Parameter (P, T, ΔH und ΔV) der beobachteten Übergänge aufgenommen
werden;
- – die
stabile Form des Temperaturbildes, die sich während aufeinanderfolgender Übergänge unter der
Atmosphäre
des superkritischen Gases nicht ändert,
ist die Anzeige für
den Bildungsabschluß der
neuen Mikroschaum- oder Nanoschaumphase.
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Die nachfolgende Beschreibung verdeutlicht mit
Bezug auf die beigefügte
Zeichnung, die als nicht einschränkendes
Ausführungsbeispiel
dargestellt ist, wie die Erfindung realisiert werden kann, wobei
die Besonderheiten, die aus der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehen,
selbstverständlich
Teil der Erfindung sind.
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- – Die 1 zeigt das Schema einer
Vorrichtung für
die Veränderungen
und die Untersuchung der Eigenschaften kondensierter Phasen;
- – die 2 und 3 sind kalorimetrische Temperaturbilder,
die für
den Fall eines Polyethylens mittlerer Dichte aufgenommen wurden,
das mit superkritischem Methan bzw. einem neutralen Fluid unter
Methan-Drücken
von 50 und 100 MPa behandelt wurde;
- – die 4 zeigt die Variation der
Wärmekapazität als Funktion
der Temperatur bei Umgebungsdruck jeweils für eine behandelte Polyethylenprobe
mittlerer Dichte und eine nicht behandelte Probe; und
- – die 5 ist ein Schema einer Variante
der Vorrichtung der Erfindung.
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Die 1 ist
eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß der Erfindung,
in der eine Zelle 1 dargestellt ist, die aus einer Stahlröhre gebildet
ist, die erhöhte
Drücke
und Temperaturen aushalten kann, in einem Thermo staten 2 angeordnet
ist und eine Ampulle 3 aus Glas, aus Stahl oder aus irgendeinem
anderen Material enthält,
die geeignet ist, die zu untersuchende Probe E aufzunehmen.
Zwischen dem Thermostaten 2 und der Zelle 1 sind
ein kalorimetrischer Detektor 4 und ein Wärmetauscher 5 angeordnet.
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Die Ampulle 3 ist im oberen
Bereich geöffnet und
ruht in der Zelle auf einer Federung 6. Die Zelle 1 ist
im oberen Bereich mittels eines Deckels 7 verschlossen
und kommuniziert im unteren Bereich mittels einer Verbindung 8 mit
einem Leitungssystem 9, das aus einer Stahl-Kapillarröhre gebildet
ist.
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Das Leitungssystem 9 ist
einerseits über
einen Zweig 10 mit einer Quelle 11 des superkritischen Fluides
unter Steuerung eines Ventils 12 und andererseits über einen
Zweig 13a, 13b, 13c, der stromauf der
Verbindungsstellen der Leitungssysteme 9 und 10 liegt,
mit dem Ausgang einer Spritzen-Pumpe 14 verbunden, deren
Kolben von einem Schrittmotor 15 gesteuert wird.
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Das im Leitungssystem 9 enthaltene
superkritische Fluid S nimmt den Druck der Pumpe 14 mittels
eines neutralen Fluides N, das im Leitungssystem 13b, 13c enthalten
ist, und eines Hydraulikfluids H auf, das im Leitungssystem 13a enthalten
ist und vom Kolben der Pumpe betätigt
wird.
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Ein Leitungssystem 16 überträgt den Druck des
Hydraulikfluids auf einen Drucksensor 17.
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Eine logische Steuerung 18,
die mit dem kalorimetrischen Detektor 4, dem Thermostaten 2,
dem Schrittmotor 15 und dem Drucksensor 17 verbunden ist,
leitet die Funktionsweise der Vorrichtung abhängig vom Programm, das der
Bediener festlegt, und liefert die benötigten Aufnahmen.
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Diese Steuerung steuert den Druck
und die Temperatur des Thermostaten, sie nimmt den Wärmefluß mittels
des kalorime trischen Detektors 4 auf und sie nimmt die Änderungen
des Volumens durch Zählen
der Schrittzahl des Motors 15 auf.
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Diese Vorrichtung kann irgendeinen
der drei Parameter P, V, T variieren lassen, stufenweise oder kontinuierlich,
wobei einer der beiden anderen Parameter konstant gehalten wird,
und die Änderung
des Wärmeflusses
aufgrund der Variation des variablen Parameters und der Variation
des dritten, nicht konstant gehaltenen Parameters aufgenommen werden.
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Wenn Messungen mit dem neutralen
Fluid durchgeführt
werden sollen, wird die Ankunft des superkritischen Fluides unterbrochen
und die neutrale Flüssigkeit
bis in die Zelle eingeführt,
um das verbleibende superkritische Fluid herauszudrängen und
es durch das neutrale Fluid zu ersetzen.
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BEISPIEL:
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In die Ampulle wird eine Polyethylen-Probe mittlerer
Dichte (MDPE, Dichte 938 kg/m3) eingeführt.
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Die in der Zelle angeordnete Ampulle
wird einige Minuten lang mit dem superkritischen Methan (SCM) gespült, und
die Zelle wird geschlossen. Das SCM wird über dem Polymer bis zu einem
Anfangsdruck von 25-30 MPa komprimiert.
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Bei konstantem Druck wird die Variation
des Wärmeflusses
abhängig
von der Temperatur aufgenommen.
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Die 2 und 3 zeigen die so erhaltenen Temperaturbilder
jeweils bei einem Druck von 50 MPa und einem Druck von 100 MPa im
Beisein von SCM oder bei Ersatz des SCM durch Quecksilber. Das Quecksilber
beeinflußt
nicht das Polyethylen, die entsprechenden Temperaturbilder werden
als Referenzen ("Original") genommen.
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Die Kurven "SCM-initial" sind während des ersten Erwärmens und
Abkühlens
einer natürlichen bzw.
reinen bzw. jungfräuli chen
Probe bei komprimiertem SCM erhalten worden. Die Kurven "SCM-final" sind erhalten worden,
nachdem die Probe mehrere Male bei komprimiertem SCM geschmolzen
und rekristallisiert wurde.
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Der Vergleich dieser Temperaturbilder
(Formen und Größen) mit
den ursprünglichen
Temperaturbildern zeigt, daß die
Wechselwirkung des Polyethylens mit dem superkritischen Fluid eine
Wirkung auf das Schmelzen sowie die Kristallisation hat.
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Die Schmelzvorgänge und Kristallisationsvorgänge werden
wiederholt, bis diese Temperaturbilder sich nicht mehr ändern. Man
stellt fest, daß die Textur
der Probe ähnlich
derjenigen des Polytetrafluorethylens geworden ist, d. h. undurchsichtig
und von weißer
Farbe. Die Dichte ist von 938 kg/m3 auf
ungefähr
600 kg/m3 abgefallen. Man stellt fest, daß die modifizierte
Probe sehr viel homogener als zu Anfang ist.
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Die 4 zeigt,
daß die
Kurven der Wärmekapazität des modifizierten
MDPE ausgeprägtere Übergänge als
diejenigen des ursprünglichen
MDPE haben.
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Die modifizierten Eigenschaften sind
stabil und ändern
sich nicht bei Umgebungsdruck und -temperatur, jedoch verschwinden
die Modifikationen unter Wirkung eines Schmelzens und Rekristallisation
bei Atmosphärendruck.
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Die Vorrichtung der 1 ist für Änderungen geeignet. Die 5 zeigt beispielsweise eine
Variante der Vorrichtung, in der zwei Zellen 1, 1' vorgesehen
sind, um die zu untersuchende Probe und das superkritische Fluid
aufzunehmen bzw. eine Probe und das neutrale Fluid über ein
Leitungssystem 13d aufzunehmen.
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In den 1 und 5 sind einander entsprechende
Mittel mit den gleichen Bezugszeichen, gestrichelt oder nichtgestrichelt,
bezeichnet.
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Nachstehend wird die Funktionsweise
der Vorrichtung der 5 beschrieben,
indem beispielsweise die Modifikationen der Morphologie eines halbkristallinen
Polyethylens durch lineares Erhöhen
und Erniedrigen der Temperatur unter gesteuertem konstantem Druck
des superkritischen Methans oder unter linearem Erniedrigen und
Erhöhen
des Druckes des superkritischen Methans bei konstanter Temperatur
aufgenommen werden.
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Eine Probe der zu modifizierenden
Substanz wird bei dem Anwendungsbeispiel - des Polyethylens mittlerer
Dichte - in die Ampulle der Zelle 1 eingeführt, wobei
die Referenzzelle 1' dieses
Mal vom Hydrauliksystem isoliert ist und lediglich als bekannte Wärmereferenz
dient.
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Die Probe wird unter Entleerung des
Methans bei Umgebungstemperatur gespült, um die Unreinheiten zu
reinigen. Danach wird die Experimentierzelle geschlossen, diese
in den sich im Thermostaten befindlichen kalorimetrischen Detektor
eingeführt,
und das Fluid bis zum erforderlichen Anfangsdruck eingeführt und
komprimiert, um die Hochdruckpumpe 15 arbeiten zu lassen.
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Anschließend wird entsprechend dem
ausgewählten
Funktionsmodus fortgefahren: isobar oder isotherm.
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Im Falle des Isobaren Modus, der
im Zusammenwirken mit der logischen Steuerung 18 realisiert wird,
wird das untersuchte System durch die Hochdruckpumpe 14 bis
zum gewünschten
Druck komprimiert. Nach Einstellen des thermischen und mechanischen
Gleichgewichts wird die Temperatur mit einer konstanten, sehr geringen
Geschwindigkeit programmiert, wobei der Druck konstant gehalten
wird, und es werden das kalorimetrische Temperaturbild sowie die
Schrittzahl des Motors aufgezeichnet, die zum Kompensieren der Volumenänderung
während
des Erwärmens
aufgewendet wird. Nach Abschluß der Phasenänderung,
die vor allem im kalorimetrischen Temperaturbild beobachtet wird,
wird die Erwärmung eingestellt
und die Abkühlung
mit der gleichen programmierten Geschwindigkeit der Temperatur begonnen.
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Die ersten Temperaturbilder sowohl
des Schmelzens als auch des Erstarrens enthalten die Wärmeeffekte
der Phasenänderungen
und die Effekte der Wechselwirkung des superkritischen Gases mit
der modifizierten Substanz. Die Erwärmungs- und Abkühlvorgänge werden
dann fortgeführt,
bis die Temperaturbilder die stabile Form haben. Diese stabile Form
kann übrigens
leicht mit der Form der entsprechenden Temperaturbilder verglichen
werden, die für
die gleiche Substanz mit den gleichen Vorgängen erhalten werden, wobei
jedoch das superkritische Gas durch ein neutrales Fluid ersetzt
ist, beispielsweise durch Quecksilber. Dieses Ersetzen kann durch
Schließen
des Ventils 12 und durch Anordnen einer natürlichen
bzw. reinen bzw. jungfräulichen
Probe in der Zelle 1 durchgeführt werden, wobei das neutrale
Hydraulikfluid (Quecksilber) anschließend nach oben bis zum äußeren oberen
Ende dieser Zelle mit Hilfe der Pumpe 14 geführt wird,
worauf die Zelle mit dem in das Quecksilber getauchten Polymer verschlossen
ist.
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Es ist ebenso möglich, diesen Vergleich in
einem einzigen Experiment durchzuführen, bei dem die Experimentierzelle 1 sowie
die Referenzzelle 1' die
Proben mit dem gleichen Polymer enthalten, die Zelle 1 jedoch
mit dem superkritischen Gas komprimiert wird und die Referenzzelle 1' mit dem Quecksilber
komprimiert wird.
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Im Fall des isothermen Modus, der
im Zusammenwirken mit der logischen Steuerung 18 durchgeführt wird,
wird das untersuchte System durch die Hochdruckpumpe bis zum höchsten gewünschten
Druck komprimiert, und die Temperatur bis zum ausgewählten Wert
erhöht.
Nach Erhalt des thermischen und mechanischen Gleichgewichts wird der
Druck mit einer konstanten, sehr geringen Geschwindigkeit gesenkt,
wobei die Temperatur konstant gehalten wird, und es werden das kalorimetrische
Temperaturbild sowie die Schrittzahl des Motors aufgezeichnet, die
zum Kompensieren der Volumenänderung
im Verlaufe der programmierten Dekomprimierung aufgewendet wird.
Nach Abschluß der
Phasenänderung,
die vor allem im kalorimetrischen Temperaturbild beobachtet wird,
wird die Dekomprimierung angehalten und die Komprimierung mit der
gleichen programmierten Geschwindigkeit des Druckes wenigstens bis
zum Ende des isothermen Erstarrens begonnen.
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Die ersten Temperaturbilder sowohl
des Schmelzens als auch des Erstarrens enthalten die Wärmeeffekte
der Phasenänderungen
und die Effekte der Wechselwirkung des superkritischen Gases mit
der modifizierten Substanz. Die Dekomprimierungs- und Komprimierungsvorgänge werden
fortgeführt,
bis die Temperaturbilder die stabile Form haben. Diese stabile Form
kann übrigens
leicht mit der Form der entsprechenden Temperaturbilder verglichen
werden, die für
die gleiche Substanz mit den gleichen Vorgängen erhalten werden, bei denen
jedoch das superkritische Gas durch ein neutrales Fluid ersetzt
ist, beispielsweise durch Quecksilber; dieser Ersatz wird auf die
gleiche Weise durchgeführt wie
im oben beschriebenen isobaren Modus.
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Die detaillierte Analyse der erhaltenen
Ergebnisse liefert die thermodynamischen Parameter der untersuchten
Phasenänderungen:
Drücke,
Entropien und Volumen, sowohl für
die untersuchte natürliche
bzw. reine bzw. jungfräuliche
Substanz unter dem Druck eines neutralen Fluides, wie dem Quecksilber,
als auch die modifizierte Substanz unter dem Druck des superkritischen
Gases. Die Durchführung solcher
Vergleiche sowohl unter isothermen als auch isobaren Bedingungen
ist nicht möglich
mit den z. Zt. bekannten Verfahren und Vorrichtungen.
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Es ist selbstverständlich,
daß Modifikationen an
den oben beschriebenen Ausführungsformen
vorgenommen werden können,
insbesondere durch Substitution äquivalenter
technischer Mittel, ohne daß der
Bereich der vorliegenden Erfindung verlassen wird.
FIGURENLEGENDE
FIG.
2
| Flux
thermique | Wärmefluß |
| CRISTALLISATION | KRISTALLISATION |
| FUSION | SCHMELZEN |
| TEMPERATURE | TEMPERATUR |
FIG.
3
| Flux
thermique | Wärmefluß |
| CRISTALLISATION | KRISTALLISATION |
| FUSION | SCHMELZEN |
| TEMPERATURE | TEMPERATUR |
FIG.
4
| MODIFIE | MODIFIZIERT |
| TEMPERATURE | TEMPERATUR |