Schwerpunkt der Arbeit war die Entwicklung und Testung von Isothermenmodellen. Bezüglich der Einkomponentenadsorption von Wasserdampf an Aktivkohle wurden verschiedene theoriebasierte Modelle entwickelt, mit denen die für das System Wasserdampf/Aktivkohle typischen S-förmigen Isothermenverläufe gleich gut oder besser als mit allen bisher publizierten Modellen wiedergegeben werden können. Die Modellierung der Koadsorption blieb demgegenüber auf die Anwendung bekannter Modelle beschränkt, wobei jedoch zahlreiche Verbesserungen an diesen Modellen vorgenommen wurden. Im Ergebnis der Untersuchungen musste festgestellt werden, dass mit keinem der in der Literatur zu findenden Modelle die experimentellen Daten zufrieden stellend wiedergegeben werden können. Auf Basis der eigenen experimentellen Befunde zur Dynamik und zum Gleichgewicht der Koadsorption sowie der Auswertung der verfügbaren Literaturdaten wurde daher eine Theorie zum Mechanismus der Koadsorption vorgeschlagen, die in künftigen Arbeiten als Ausgangspunkt für die Entwicklung besserer Gemischisothermenmodelle dienen kann.

In the thesis some problems concerning fabrication of composites based on present knowledge and author’s own experience have been revealed. The methods of fabrication of the composites take into consideration following operations like size-reduction, agglomeration and compounding (mixing components) in solid (grainy) state to obtain the composite of determined properties assigned for processing operations like injection moulding, extrusion or press moulding. The experiments were made in lab conditions similar to industrial ones. In each of the above mentioned operations very characteristic factors for individual operation have been observed. Those factors for size-reduction, agglomeration, compounding and press moulding have been presented in table 3.8 (column C). There were no procedures to analyze the fabrication of composites made of thermoplastic film wastes and rubber wastes in connection with properties of components in solid (grainy) state before compounding and press moulding by now. Because of specific basic operations the tests were carriedart on special test stands using phaenomenological methods. The results have enabled determination of the most advantegous directions for designing technological lines within the range of utilization of selected plastics and rubber wastes. The results might also be used for designing other constructional- technological solutions which would concern fabrication of composites based on other secondary polymeric materials. / In der Arbeit wurden auf Basis des bisherigen Standes der Technik und der Resultate eigener Arbeiten die mit der Herstellung von Kompositwerkstoffen verbundenen Probleme analysiert. Die gewählte Methodik der Herstellung der Kompositwerkstoffe berücksichtigt die Grundprozesse Zerkleinern, Agglomerieren und Mischen der Komponenten im festen Zustand. Ziel war die Herstellung eines Kompositwerkstoffs mit bestimmten Eigenschaften, der sich durch Spritzgießen, Extrudieren und Pressen verarbeiten lässt. Während der unter praxisnahen Laborbedingungen realisierten Versuche wurden für jeden der o. g. Prozesse die repräsentativsten Einflussfaktoren berücksichtigt. Diese Faktoren für das Agglomerieren, Zerkleinern, Mischen und Pressen wurden näher in der Tabelle 3.8 dargestellt. Bisher gab es einen Mangel an Analyseprozeduren bei der Herstellung der Kompositwerkstoffe aus thermoplastischen Folien und Gummi. Ziel war die Ermittlung des Zusammenhangs der Eigenschaften der Komponenten im festen (körnigen) Zustand vor dem Misch- und nach dem Pressprozess. Wegen der Eigenart der Grundprozesse wurden die Versuche unter Benutzung phänomenologischer Methoden an speziell vorbereiteten Versuchsständen durchgeführt. Die Resultate der Versuche führten zu Richtlinien zum Entwerfen von technologischen Vorschriften im Bereich des Verwertens der ausgewählten Kunststoff- und Gummiabfälle. Die Resultate der Versuche könnten auch beim Entwerfen anderer technologischer Lösungen genutzt werden, die die Herstellung der Kompositwerkstoffe aus anderen sekundären polymeren Materialien betreffen würden. Es ist bemerkenswert, dass einige Resultate der Arbeit bereits in der industriellen Praxis genutzt werden. Dies betrifft vor allem einen Kompositwerkstoff mit speziellen akustischen Eigenschaften (Werkstoff von bestimmter Impedanz), der sich sehr gut für die Ultraschalltechnik eignet, sowie einen Kompositwerkstoff zur Extrusion von elastischen Kernen bei der Herstellung von Hochdruckschläuchen. Nach Meinung des Verfassers ist es gelungen, die Hypothese zu verifizieren, dass es eine bestimmte, vorteilhafte Menge von Grundprozessen gibt, deren richtige Wahl über die Qualität der erhaltenen Erzeugnisse entscheidet. Bestätigt wird das in einer Tabelle, die die Relationen zwischen den Methoden der Aufbereitung der Komponenten im festen Zustand und den Festigkeitseigenschaften der erhaltenen Kompositwerkstoffe aufzeigt. Die mikroskopischen Beobachtungen der Bruchflächen an der Grenze Matrixmaterial – Gummipulver bestätigen die formschlüssige Einlagerung des Gummimehls in entsprechenden Fraktionen, was die o. g. Festigkeitseigenschaften wesentlich beeinflusst. Unabhängig davon können die in der Arbeit erhaltenen Resultate als Basis für weitere Untersuchungen im Bereich der Analyse von Teilprozessen der Aufbereitung von Kompositwerkstoffen aus sekundären Kunststoffen dienen.

In the thesis some problems concerning fabrication of composites based on present knowledge and author’s own experience have been revealed. The methods of fabrication of the composites take into consideration following operations like size-reduction, agglomeration and compounding (mixing components) in solid (grainy) state to obtain the composite of determined properties assigned for processing operations like injection moulding, extrusion or press moulding. The experiments were made in lab conditions similar to industrial ones. In each of the above mentioned operations very characteristic factors for individual operation have been observed. Those factors for size-reduction, agglomeration, compounding and press moulding have been presented in table 3.8 (column C). There were no procedures to analyze the fabrication of composites made of thermoplastic film wastes and rubber wastes in connection with properties of components in solid (grainy) state before compounding and press moulding by now. Because of specific basic operations the tests were carriedart on special test stands using phaenomenological methods. The results have enabled determination of the most advantegous directions for designing technological lines within the range of utilization of selected plastics and rubber wastes. The results might also be used for designing other constructional- technological solutions which would concern fabrication of composites based on other secondary polymeric materials. / In der Arbeit wurden auf Basis des bisherigen Standes der Technik und der Resultate eigener Arbeiten die mit der Herstellung von Kompositwerkstoffen verbundenen Probleme analysiert. Die gewählte Methodik der Herstellung der Kompositwerkstoffe berücksichtigt die Grundprozesse Zerkleinern, Agglomerieren und Mischen der Komponenten im festen Zustand. Ziel war die Herstellung eines Kompositwerkstoffs mit bestimmten Eigenschaften, der sich durch Spritzgießen, Extrudieren und Pressen verarbeiten lässt. Während der unter praxisnahen Laborbedingungen realisierten Versuche wurden für jeden der o. g. Prozesse die repräsentativsten Einflussfaktoren berücksichtigt. Diese Faktoren für das Agglomerieren, Zerkleinern, Mischen und Pressen wurden näher in der Tabelle 3.8 dargestellt. Bisher gab es einen Mangel an Analyseprozeduren bei der Herstellung der Kompositwerkstoffe aus thermoplastischen Folien und Gummi. Ziel war die Ermittlung des Zusammenhangs der Eigenschaften der Komponenten im festen (körnigen) Zustand vor dem Misch- und nach dem Pressprozess. Wegen der Eigenart der Grundprozesse wurden die Versuche unter Benutzung phänomenologischer Methoden an speziell vorbereiteten Versuchsständen durchgeführt. Die Resultate der Versuche führten zu Richtlinien zum Entwerfen von technologischen Vorschriften im Bereich des Verwertens der ausgewählten Kunststoff- und Gummiabfälle. Die Resultate der Versuche könnten auch beim Entwerfen anderer technologischer Lösungen genutzt werden, die die Herstellung der Kompositwerkstoffe aus anderen sekundären polymeren Materialien betreffen würden. Es ist bemerkenswert, dass einige Resultate der Arbeit bereits in der industriellen Praxis genutzt werden. Dies betrifft vor allem einen Kompositwerkstoff mit speziellen akustischen Eigenschaften (Werkstoff von bestimmter Impedanz), der sich sehr gut für die Ultraschalltechnik eignet, sowie einen Kompositwerkstoff zur Extrusion von elastischen Kernen bei der Herstellung von Hochdruckschläuchen. Nach Meinung des Verfassers ist es gelungen, die Hypothese zu verifizieren, dass es eine bestimmte, vorteilhafte Menge von Grundprozessen gibt, deren richtige Wahl über die Qualität der erhaltenen Erzeugnisse entscheidet. Bestätigt wird das in einer Tabelle, die die Relationen zwischen den Methoden der Aufbereitung der Komponenten im festen Zustand und den Festigkeitseigenschaften der erhaltenen Kompositwerkstoffe aufzeigt. Die mikroskopischen Beobachtungen der Bruchflächen an der Grenze Matrixmaterial – Gummipulver bestätigen die formschlüssige Einlagerung des Gummimehls in entsprechenden Fraktionen, was die o. g. Festigkeitseigenschaften wesentlich beeinflusst. Unabhängig davon können die in der Arbeit erhaltenen Resultate als Basis für weitere Untersuchungen im Bereich der Analyse von Teilprozessen der Aufbereitung von Kompositwerkstoffen aus sekundären Kunststoffen dienen.

In the thesis some problems concerning fabrication of composites based on present knowledge and author's own experience have been revealed. The methods of fabrication of the composites take into consideration following operations like size-reduction, agglomeration and compounding (mixing components) in solid (grainy) state to obtain the composite of determined properties assigned for processing operations like injection moulding, extrusion or press moulding. The experiments were made in lab conditions similar to industrial ones. In each of the above mentioned operations very characteristic factors for individual operation have been observed. Those factors for size-reduction, agglomeration, compounding and press moulding have been presented in table 3.8 (column C). There were no procedures to analyze the fabrication of composites made of thermoplastic film wastes and rubber wastes in connection with properties of components in solid (grainy) state before compounding and press moulding by now. Because of specific basic operations the tests were carriedart on special test stands using phaenomenological methods. The results have enabled determination of the most advantegous directions for designing technological lines within the range of utilization of selected plastics and rubber wastes. The results might also be used for designing other constructional- technological solutions which would concern fabrication of composites based on other secondary polymeric materials. / In der Arbeit wurden auf Basis des bisherigen Standes der Technik und der Resultate eigener Arbeiten die mit der Herstellung von Kompositwerkstoffen verbundenen Probleme analysiert. Die gewählte Methodik der Herstellung der Kompositwerkstoffe berücksichtigt die Grundprozesse Zerkleinern, Agglomerieren und Mischen der Komponenten im festen Zustand. Ziel war die Herstellung eines Kompositwerkstoffs mit bestimmten Eigenschaften, der sich durch Spritzgießen, Extrudieren und Pressen verarbeiten lässt. Während der unter praxisnahen Laborbedingungen realisierten Versuche wurden für jeden der o. g. Prozesse die repräsentativsten Einflussfaktoren berücksichtigt. Diese Faktoren für das Agglomerieren, Zerkleinern, Mischen und Pressen wurden näher in der Tabelle 3.8 dargestellt. Bisher gab es einen Mangel an Analyseprozeduren bei der Herstellung der Kompositwerkstoffe aus thermoplastischen Folien und Gummi. Ziel war die Ermittlung des Zusammenhangs der Eigenschaften der Komponenten im festen (körnigen) Zustand vor dem Misch- und nach dem Pressprozess. Wegen der Eigenart der Grundprozesse wurden die Versuche unter Benutzung phänomenologischer Methoden an speziell vorbereiteten Versuchsständen durchgeführt. Die Resultate der Versuche führten zu Richtlinien zum Entwerfen von technologischen Vorschriften im Bereich des Verwertens der ausgewählten Kunststoff- und Gummiabfälle. Die Resultate der Versuche könnten auch beim Entwerfen anderer technologischer Lösungen genutzt werden, die die Herstellung der Kompositwerkstoffe aus anderen sekundären polymeren Materialien betreffen würden. Es ist bemerkenswert, dass einige Resultate der Arbeit bereits in der industriellen Praxis genutzt werden. Dies betrifft vor allem einen Kompositwerkstoff mit speziellen akustischen Eigenschaften (Werkstoff von bestimmter Impedanz), der sich sehr gut für die Ultraschalltechnik eignet, sowie einen Kompositwerkstoff zur Extrusion von elastischen Kernen bei der Herstellung von Hochdruckschläuchen. Nach Meinung des Verfassers ist es gelungen, die Hypothese zu verifizieren, dass es eine bestimmte, vorteilhafte Menge von Grundprozessen gibt, deren richtige Wahl über die Qualität der erhaltenen Erzeugnisse entscheidet. Bestätigt wird das in einer Tabelle, die die Relationen zwischen den Methoden der Aufbereitung der Komponenten im festen Zustand und den Festigkeitseigenschaften der erhaltenen Kompositwerkstoffe aufzeigt. Die mikroskopischen Beobachtungen der Bruchflächen an der Grenze Matrixmaterial - Gummipulver bestätigen die formschlüssige Einlagerung des Gummimehls in entsprechenden Fraktionen, was die o. g. Festigkeitseigenschaften wesentlich beeinflusst. Unabhängig davon können die in der Arbeit erhaltenen Resultate als Basis für weitere Untersuchungen im Bereich der Analyse von Teilprozessen der Aufbereitung von Kompositwerkstoffen aus sekundären Kunststoffen dienen.

Siliciumkarbid (SiC) und Siliciumnitrid (Si3N4) zeichnen sich durch hervorragende mechanische, thermische und chemische Materialeigenschaften und, insbesondere für das SiC, durch niedrige Kosten aus. Da beide Werkstoffe inkongruent schmelzen, können sie in reiner Form spritztechnisch nicht verarbeitet werden. Es werden metallurgische Lösungskonzepte erarbeitet, die darauf abzielen, die Hartstoffe zu benetzen und die Reaktivität herabzusetzen. Durch den Einsatz von Verbundpulvern besteht die Möglichkeit die Hartstoffpartikel gegen die rein thermisch induzierte Zersetzung beim spritztechnischen Verarbeiten weitgehend zu schützen. Zum Herstellen der Verbundpulver werden im Rahmen der experimentellen Untersuchungen unterschiedlichen Herstellungsverfahren eingesetzt. Unter Ausnutzen der prozessspezifischen Charakteristika der unterschiedlichen thermischen Spritzverfahren werden die so hergestellten Verbundpulver zu dichten, fest haftenden und hoch hartstoffhaltigen Spritzschichten verarbeitet. Neben der metallographischen Charakterisierung der Verbundschichten hinsichtlich Schichtmorphologie werden zudem die mechanisch-technologischen und chemisch-technologischen Eigenschaften untersucht.

The following work examines the hydrogenation of p-nitrotoluene in the liquid phase and the partial hydrogenation of acroleine in the gas phase. For both reactions a microchannel reactor (MCR) with catalytically active walls and fixed bed catalysts have been prepared and applicated. In case of the hydrogenation of p-nitrotoluene using the MCR the aim was to prepare a catalytically active wall coating. To achieve this the inner surface of the MCR was anodically oxidized and followed by a deposition of palladium in the resulting oxide layer by means of electrochemical and wetchemical reduction. The resulting coating was modified by promoting it with lanthane. The maximum space time yield of p-toluidine was 7 mols per liter and hour. This is significantly more than the state-of-the-art today which is limited by heat transfer and enables a space time yield in the range of 0.15 to 1.5 mol per liter and hour. Thus, the MCR could be profitably used for this reaction. In case of the partial hydrogenation of acroleine with allyl alcohol as the desired product silver based real and model catalysts have been used. The aim was to identify correlations between the chosen catalyst support and immobilization procedure on one side and the catalytical properties of the resulting catalyst on the other. Aluminum and silicon dioxide have been used as catalyst support. The catalytically active component silver was deposited using conventional wet impregnation procedures as well as electrochemical silver deposition and sputtering of silver. It was possible to discriminate between effects due to the choice of the support material and effects due to the choice of the immobilization procedure. For this reaction, the MCR could not be used profitably. / In der vorliegenden Arbeit wurde die Hydrierung von p-Nitrotoluol in der Flüssigphase und die partielle Hydrierung von Acrolein in der Gasphase untersucht. Für beide Reaktionen wurden Mikrostrukturreaktoren (MSR) mit katalytisch aktiven Wänden sowie Schüttgutkatalysatoren präpariert und eingesetzt. Im Fall der Hydrierung von p-Nitrotoluol im MSR bestand das Ziel in der Präparation einer geeigneten katalytisch aktiven Wandbeschichtung. Dazu wurde die innere Oberfläche des MSR anodisch oxidiert und in der resultierenden Oxidschicht Palladium durch elektrochemische und nasschemische Reduktion abgeschieden. Modifiziert wurden die erhaltenen Beschichtungen durch Lanthanpromotierung. Es wurde eine maximale Raumzeitausbeute an p-Toluidin im MSR von 7 mol pro Liter und Stunde erreicht. Dies ist deutlich höher als der durch die Grenzen des Wärmetransportes limitierte Stand der Technik, der für konventionelle Rührkesselreaktoren im Bereich von 0,15 bis 1,5 mol pro Liter und Stunde liegt. Der MSR konnte damit gewinnbringend für diese Reaktion eingesetzt werden. Für die Hydrierung von Acrolein mit dem Zielprodukt Allylalkohol wurden auf Silber basierende reale und Modellkatalysatoren eingesetzt. Ziel war es, Zusammenhänge zu finden zwischen der Wahl des Katalysatorträgers und der Techniken zur Silberimmobilisierung auf der einen Seite und den katalytischen Eigenschaften des resultierenden Katalysators auf der anderen. Als Trägermaterialien wurden Aluminium und Siliziumdioxid verwendet. Die Aktivkomponente Silber wurde konventionell nasschemisch, elektrochemisch und durch Sputtern abgeschieden. Einflüsse des Trägermaterials auf Aktivität und Selektivität des Katalysators konnten deutlich von den Einflüssen der verschiedenen Techniken der Silberimmobilisierung unterschieden werden. Der Mikrostrukturreaktor konnte für diese Reaktion nicht gewinnbringend eingesetzt werden.

In der vorliegenden Arbeit wurden erstmalig Mikrostrukturreaktoren bei der partiellen Oxidation von 1-Buten zu Maleinsäureanhydrid (MSA) eingesetzt. Diese stark exotherme, heterogen katalysierte Umsetzung fand hierbei in Stapeln mikrostrukturierter Aluminiumfolien statt, welche durch parallele Strömungskanäle mit katalytisch wirksamen Oberflächenschichten charakterisiert sind. Als Aktivkomponenten kamen Vanadium-, Phosphor- und Titanoxide zur Anwendung. Ein Vergleich von drei kompakten Mikrostrukturreaktoren mit Kanaldurchmessern der Mikrokanäle von 0,08, 0,2 bzw. 0,4 mm mit einem Schüttgutreaktor wurde durchgeführt. Vorausgehend war die Entwicklung von 3 verschiedenen Methoden zur Immobilisierung von V2O5 und P2O5 auf dem Katalysatorträger bei jeweils unterschiedlichen Katalysatorvorläufern. Die Herstellungsparameter der geeignetsten Immobilisierungsmethode wurden, entsprechend einem Screening in Schüttgutreaktoren, systematisch variiert. Die katalytische Aktivierung der Folien erfolgte nach der gleichen Präparationsvorschrift die zur Herstellung des „besten“ Katalysator-Schüttguts führte. Bei der partiellen Oxidation von 1-Buten außerhalb des Explosionsbereiches bestanden nur geringfügige Unterschiede zwischen den MSA-Selektivitäten im Schüttgut bzw. in der Mikrostruktur (33%). In letzterer wurden hingegen um den Faktor 3 bis 5 höhere Raum-Zeit-Ausbeuten als im Schüttgut erzielt. Des weiteren konnte die partielle Oxidation von 1-Buten innerhalb des Explosionsbereiches ausschließlich in den Mikrostrukturreaktoren explosionssicher - und ohne Anzeichen auf instabile Betriebspunkte – gehandhabt werden. Begleitend dazu fand die Entwicklung und der Einsatz dreier modularer Mikrostrukturreaktoren bei der partiellen Oxidation von 1-Buten statt. Praktische Ergebnisse wurden anhand eines entwickelten Reaktormodells bestätigt.

Ziel der Arbeit ist es, eine Prozesskettenanalyse der Holzpelletbereitstellung bis hin zum Einsatz der Pellets in Kleinfeuerungsanlagen zur Wärmebereitstellung unter Einbeziehung theoretischer und praktischer Untersuchungen durchzuführen (Pelletierversuche mit über 30 Brennstoffchargen). Dabei steht die Analyse und Bewertung von Einflussmöglichkeiten auf die Brennstofffestigkeit – einschließlich der Auswirkungen des additiven Bindemitteleinsatzes – bei der Produktion von Holzpellets für Kleinfeuerungsanlagen im Fokus der Untersuchungen.

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Manufacturing of thermoplastic composite based on textile preforms made from hybrid yarns is well suited for the production of fiber-reinforced plastic (FRP) in medium- and large-scale production runs. Especially, the consolidation of thermoplastic FRP is currently complicated by the high viscosity of molten material. Woven multilayered and z-reinforced NCF-preforms are very interesting for FRP supposed to withstand threedimensional loading and impact stress. These preforms with z-directional reinforcement improve the FRP delamination behavior and out-of-plane characteristics. The wellknown composite parameters are essential to ensure the use of these materials in a wide range of applications.