Kontinuierliche Mikromischer-Synthese von größenkontrollierten Silicananopartikeln aus Natriummetasilikat
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Abstract
Silicananopartikel sind in fast allen Bereichen des täglichen Lebens von Farben
bis hin zur Biomedizin zu finden. Sie lassen sich über einen Sol-Gel-Prozess
herstellen, der großtechnisch über einen Gelierungsprozess unter Verwendung
von Schewefelsäure und Natriummetasilikat abläuft.
Die so hergestellten Partikel liegen oft nicht als freie Partikel sondern als
Aggregate vor, wodurch nur die Eigenschaften der außen liegenden Partikel
vollständig genutzt werden können und es zu einer „Verschwendung“ von Ma-
terial kommt. Beim großtechnischen Prozess handelt es sich um einen dis-
kontinuierlichen Prozess. Die bekannten Probleme dieser Methode sind eine
unzureichende Vermischung der Reaktionslösung und die daraus resultierende
inhomogene Verteilung der Reaktanden und der Temperatur in der Lösung.
Um einen kontinuierlichen Prozess zu erhalten, wurde in dieser Arbeit ein
Trennschichtmikromischer speziell für die Reaktion von Natriummetasilikat
und Schwefelsäure entwickelt und angepasst. Dieser ermöglicht die Synthese
von unterschiedlich großen Silicananopartikeln. Um die erhaltenen Partikel in
Lösung zu stabilisieren, wurden zwei PEG-Silane unterschiedlicher Polymer-
kettenlänge verwendet. Bei Verwendung des längeren PEG-Silans entstanden
größere Partikel als bei Verwendung der selben Menge an PEG-Silan mit kür-
zerer Kettenlänge. Die stabilisierte Gesamtoberfläche skaliert mit der einge-
setzten PEG-Silan-Menge.