Penz, Carsten:

Wirkungsmechanismus siloxanbasierender Schauminhibitoren in Mineralöl

Duisburg-Essen (2005), 145 S.
Dissertation / Fach: Chemie
Fakultät für Chemie
Fakultät für Chemie » Physikalische Chemie
Dissertation
Abstract:
In Maschinenanlagen führt die Dispersion von Luft in Ölkreiskäufen zur Bildung nicht-persistenter Oberflächenschäume die eine Reduzierung der Schmierfähigkeit und eine erhöhte oxidative Degradation des Mineralöls zur Folge hat. Siloxanbasierende Schauminhibitoren reduzieren effektiv die Neigung zur Schaumbildung und werden daher den Mineralölen in Konzentrationen von 10-100 ppm zudosiert. Obgleich dem weit verbreiteten Einsatz siloxanbasierender Schauminhibitoren besteht weiterhin Aufklärungsbedarf in der Beschreibung der Wirkungsmechanismen dieser Entschäumer. Untersuchungen an dünnen Flüssigkeitsfilmen, mit denen das Verhalten von einzelnen Schaumlamellen modelliert wird, bieten eine Möglichkeit den Mechanismus der Schaumzerstörung zu beobachten. Die systematische Untersuchung nicht-persistenter Mineralölschäume wird jedoch durch die geringe Lamellenstabilität erschwert und lässt eine Verwendung der für wässrige Schäume geläufigen Untersuchungsmethoden nicht anstandslos zu. Die „Long-Distance“-Mikroskopie bietet eine ideale Untersuchungsmethode zur Visualisierung der Schaumzerstörung in nicht-persistenten Schäumen. In Kombination mit moderner Hochgeschwindigkeitsvideotechnik konnte so in verschiedenen Mineralöl-Entschäumer-Systemen der durch den Entschäumer induzierte Lamellenriss detailliert analysiert werden. Beobachtet wurde der aus wässrigen Schäumen bekannte „fluid-entrainment“-Mechanismus, bei dem der Spreitungsvorgang des Entschäumers an der Öl/Luft-Grenze zum Lamellenriss führt. Neben mikroskopischen Untersuchungen wurden auf Basis heterogener Entschäumungstheorien Ergebnisse konturenanalytischer Messungen vorgestellt, die die Bedeutsamkeit von thermodynamischen Eindring- und Spreitungskoeffizienten zur Abschätzung der Entschäumungseffizienz aufzeigen. Ergänzend hierzu lassen Untersuchungen der Aufstiegsgeschwindigkeiten von Luftblasen in Öl/Entschäumer-Systemen Aussagen zur Adsorptionskinetik der Schauminhibitoren an der Öl/Luft-Grenzfläche zu.

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