Hochskalierbare Methode zur Synthese von polymerstabilisierten flüssigen Mineral-Vorstufen

// Bautechnik // Chemie // Polymerchemie // Synthesen und Verfahrenstechnik
Ref-Nr: 17113

Einleitung / Abstract

Die Erfindung stellt eine neue Methode dar, um auf wirtschaftliche Weise PILP-Phase (polymerinduzierte flüssige Vorstufe, englisch: polymer induced liquid precursor) in größerem Maßstab herzustellen. Dadurch wird diese Produktklasse der PILP-Phasen zum ersten Mal zugänglich für industrielle Verwendungen.

Abb. 1: Fiktive Darstellung der Reparatur einer zerbrochenen Muschelschale durch Ca-CO3-PILP zur Illustration der PILP-Eigenschaften und des biomimetischen Prinzips. Die PILP-Phase kann kleinste Risse infiltrieren und möglicherweise die ursprünglichen Materialeigenschaften bestmöglich wiederherstellen.

Hintergrund

Bei allen bekannten Verfahren lassen sich im Labormaßstab nur wenige mg PILP-Material synthetisieren, da keine hohen Anfangskonzentrationen der Calcium-/Polymer-Lösung verwendet werden können. Diese würden zum Ausfallen eines Calcium-Polymer-Coacervates anstelle der Carbonatmineralien führen.

Lösung

Das bisherige Problem der Nebenreaktionen und der damit verbundenen Limitierung zu geringer Anfangskonzentrationen und geringer Produktmengen wird überwunden, indem die Ausgangslösungen separiert werden. In einem Reaktor (z.B. als Batch-Prozess) erfolgt eine kontrollierte und kontinuierliche Zugabe der einzelnen Komponenten in die Reaktionslösung.

Vorteile

Hochskalierbare Methode zur Synthese von PILP Gezielte Herstellung von komplexen einkristallinen Strukturen Herstellung von Baumaterialien mit glatten Kanten durch Einfüllen der Partikel in Template

Anwendungsbereiche

Potenzielle Anwendungen des erfindungsgemäßen Syntheseverfahrens bzw. des Endprodukts PILP finden sich in der Bauchemie, bei der Restaurierung von Kulturgütern, aber auch in der biomimetischen Materialsynthese. Großes Potenzial liegt zudem bei der Verwendung von PILP in der Herstellung von Ca-CO3-basiertem und damit klimafreundlichem Zement.

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