Mikroenkapsulácia Osvedčený a rozšíriteľný CHEManager
V dôsledku ďalšieho vývoja sa mikroenkapsulácia používa na čoraz väčšom počte trhov
Megatrends sú jedným z hlavných motorov inovácie. Neoekológia a mobilita sú tu úplne v popredí. Stretávate sa s dlhotrvajúcimi hitmi v priemyselných aplikáciách, ako je optimalizácia procesov a úspora alebo šetrenie zdrojov. Mikroenkapsulácia má pri riadení týchto úloh už trvalé miesto a stáva sa čoraz dôležitejším v investičnom a kapitálovo náročnom hodnotovom reťazci.
„Bez mikroenkapsulácie je 99%
vonné látky s vodou na oplachovanie práčky
skončiť v kanalizácii. “
Cielené uvoľňovanie látok samozrejme nie je „neo“, ale významne prispieva k ekológii a je mimoriadne inovatívne. Ukázkovým príkladom toho sú aviváže s parfémovými olejmi, ktoré sľubujú vôňu, ktorá vydrží až dvanásť týždňov. Bez mikroenkapsulácie vonných látok by sa 99% dostalo do kanalizácie s vodou na oplachovanie práčky. Teraz sa vonné látky uvoľnia až po opätovnom vysušení odevov a otvorení kapsúl jednoduchým trením vlákien. Odpadová voda sa uvoľňuje a „aviváž“ produktu má ďalšie výhody - okrem pozitívneho vplyvu na imidž produktu.
Oveľa staršie ako použitie mikrokapsúl typu core-shell v starostlivosti o prádlo je použitie v papierenskom priemysle. V tom spočívajú aj korene tejto technológie: Patenty boli zaregistrované už v 50. rokoch 20. storočia a dokumentujú prvé priemyselné využitie na výrobu bezkarbónových papierov.
Odvtedy sa počet patentov na mikrokapsuly, ktoré chránia ich obsah pred vplyvmi prostredia, ako napr B. Vlhkosť, oxidácia alebo ochrana pred reakciou s inými látkami, nepretržite vo všetkých priemyselných oblastiach na viac ako 5 000 patentov.
Od Airbusu cez BMW až po Delphi Technologies alebo NASA - majú všetky registrované patenty na to, ako sa dajú látky na požiadanie uvoľniť a ako sa dajú cielene riadiť reakcie.
Do praxe sa dostali nové inovatívne prístupy k ochrane proti korózii, ako je mazanie suchým na dotyk alebo na zobrazenie mikropoškodenia. Skutočnosť, že papierenský priemysel citlivý na cenu alebo odvetvie koncových používateľov používajú mikroenkapsuláciu, naznačuje, že tento elegantný proces sa javí ako nákladný iba na prvý pohľad, ale že má inteligentné použitie, má zaujímavé ekonomické aspekty. Vzhľadom na najnovšie patentové prihlášky sa to týka predovšetkým úloh, ktoré so sebou nesú nové formy mobility.
E-mobilita a mikroenkapsulácia
Lepidlá sú dôležitým činiteľom pri realizácii elektromobility, pretože moderná technológia lepenia nahrádza skrutky a nity a vďaka svojej ľahkej konštrukcii umožňuje potrebné zníženie hmotnosti elektrických vozidiel, a tým aj väčší rozsah automobilov. Mikroenkapsulácia vytvára možnosť spoločného použitia zmesí reaktívnych živíc a tvrdidiel vo formulácii a ich skladovania - značné zjednodušenie manipulácie s lepidlami, čo ponúka potenciál pre optimalizáciu procesov v priemyselných aplikáciách. Jednozložkové reaktívne lepidlá je možné na komponenty vopred naniesť a vytvrdiť cieleným uvoľňovaním zapuzdrených zložiek. Vonkajšie príčiny otvorenia kapsuly zahŕňajú tlak, šmyk, teplo, žiarenie vysokej energie alebo deštrukcia chemicky reagujúcimi látkami závislými na pH.
„Mikroenkapsulácia skladovania latentného tepla
ako parafíny je jedným z prostriedkov zvyšujúcich účinnosť
Technológie v oblasti elektronickej mobility. ““
Skladovanie tepelnej energie
Skladovanie tepelnej energie v trakčnej batérii je okrem ľahkej konštrukcie faktorom, ktorý zaisťuje väčší dojazd elektromobilov. Mikroenkapsulácia systémov na skladovanie latentného tepla, ako sú parafíny, je jednou z technológií, ktoré zvyšujú účinnosť elektronickej mobility. Vosky alebo parafíny sa dajú ľahko zapuzdriť. V závislosti na dĺžke reťaze sa topia z tuhej látky do kvapaliny pri rôznych teplotách, absorbujú teplo a znova ho uvoľňujú pri teplotách pod bodom topenia. Spolu s izolačným krytom zaisťuje hladký chod trakčnej batérie pri nízkych vonkajších teplotách. V rámci projektu Optemus (spoločný projekt s partnermi z priemyslu a výskumu) sa vyvíja optimalizovaný systém riadenia energie pre všetko, čo súvisí s elektromobilmi. Mikroenkapsulované systémy na skladovanie latentného tepla môžu prispieť k zvýšeniu účinnosti zlepšením prenosu tepla.
„Okrem megatrendov sa tiež unášajú
zvyšujúce sa bezpečnostné požiadavky
inovácie v mikroenkapsulácii. ““
Vyžadujú sa špeciálne riešenia
Vyššie uvedený technický článok ukazuje veľké množstvo priemyselných odvetví, v ktorých sa už mikroenkapsulácia používa.
Birgit Megges položila Klausovi Lastovi, vedúcemu technológie v divízii inovatívnych riešení Koehler v papierni August Koehler, otázky týkajúce sa budúceho inovačného potenciálu technológie mikroenkapsulácie.
CHEManager: Pán Last, technológia mikroenkapsulácie nie je nová, ale čo je nové, o čom informujeme?
Klaus posledný: Po viac ako 60 rokoch od svojho vývoja sa mikroenkapsulácia dostala do širokého spektra priemyselných odvetví - vďaka početným optimalizáciám v priemyselnom meradle a väčšej informovanosti. Ale aj keď proces nie je úplne nový: Každý, kto sa ním zaoberá, sa môže vždy stať inovátorom, pretože systém umožňuje neustály rast know-how. Nové aplikácie idú zvyčajne ruka v ruke so zmenenými materiálmi jadra, ktoré si opakovane vyžadujú špeciálne riešenia. Takže zložky sú jednoduché: to, čo vyjde, je úžasné, keď sú všetky vplyvy koordinované.
Môžete vymenovať konkrétne inovácie?
K. posledný: To je najmä prípad zapuzdrenia PCM. Okrem požiadavky na vysokú tepelnú kapacitu vďaka kapsulovému systému je problémom aj zlepšená tepelná vodivosť.
Antibakteriálna úprava mikrokapsúl, zlepšená priľnavosť k vláknam nanášaným s nimi a ekologické a ekonomické požiadavky na kapsulové systémy sú dlhodobé.
Ak je dôležitá tesnosť kapsulových systémov, ako je to v prípade akumulácie latentného tepla, materiál jadra v permanentných kapsulách by mal zabezpečiť fázovú zmenu z pevnej látky na kvapalnú a späť v závislosti na teplote bez toho, aby došlo k zničeniu kapsúl po tisíce cyklov. Únik materiálu jadra je smrteľný. Táto technológia je veľmi vyspelá.
Zaujímajú tiež optické vlastnosti kapsúl PCM v rôznych substrátoch, ktoré sú výsledkom fázovej zmeny.
Dôraz sa kladie na nové mechanizmy otvárania kapsúl, ktoré sa nespoliehajú na mechanické namáhanie, ale na iné spúšťače, ako je hodnota pH, UV, teplota alebo laser. Cieľom je tu náhle uvoľnenie základného obsahu za šetrných podmienok.
Mikrozapuzdrenie sa stále zdá byť niečím pre milovníkov, vy to tak tiež vidíte?
K. posledný: V skutočnosti je na svete v skutočnosti asi 1 000 kolegov, ktorí tvoria skutočnú komunitu odborníkov. Existujú však oblasti, ktoré sa nezaobídu bez mikrozapuzdrenia: skrutkové zaistenie, zapuzdrenie voňavého oleja a zapuzdrenie zariadení na akumuláciu latentného tepla. Pokiaľ ide o budúce požiadavky súvisiace s aplikáciou v oblasti mikroenkapsulácie, sú v popredí Fraunhoferove ústavy - najmä inštitút pre výskum aplikovaného polyméru alebo skrátene IAP). Okrem toho existuje veľa malých a niekoľko veľkých poskytovateľov, z ktorých niektorí sú veľmi špecializovaní.
Mikroenkapsulácia faktu
Mikroenkapsulácia je osvedčená technológia stará viac ako 60 rokov. Ich história je tiež históriou inovatívnych aplikácií: