Untersuchung und Optimierung der Barriereeigenschaften von Polyolefinen gegen die Permeation von kurzkettigen Kohlenwasserstoffen

Publikationen: Thesis / StudienabschlussarbeitDissertationForschung

Autoren

Abstract

In industriellen Applikationen gewinnen Transportleitungen aus polymeren Materialien stark an Bedeutung. Vor allem im Bereich der Erdölförderung zeigen Kunststoffrohre Vorteile auf Grund des Schutzes vor Korrosion und Abrieb, dem günstigen Verhältnis von mechanischer Festigkeit zum Materialgewicht und den geringeren Lebenszykluskosten. Ein wesentlicher Gesichtspunkt bei der Verwendung von Rohrleitungen aus Polyolefinen in der Erdölindustrie ist die erforderliche Barrierewirkung gegen die Permeation von kurzkettigen Kohlenwasserstoffen. In der vorliegenden Arbeit werden die Einflussfaktoren auf den Permeationsprozess dieser flüchtigen organischen Verbindungen untersucht. Dabei zeigt sich, dass die Permeationsgeschwindigkeit sehr stark von der Struktur und Größe der permeierenden Substanz, der Konzentration und der Temperatur abhängt. Über eine neu entwickelte Messmethode kann die Permeation einzelner Kohlenwasserstoffe in Gemischen effektiv untersucht werden. Im Vergleich zu herkömmlichen gravimetrischen Methoden wird die Permeation der aromatischen und aliphatischen Substanzen mittels gaschromatographischen Methoden bestimmt. Durch den Aufbau eines Permeationsprüfstands wird die Permeation der kurzkettigen Kohlenwasserstoffe und ihre Anreicherung im Wasser geprüft. Über diese Permeationsuntersuchungen unter Feldbedingungen kann deutlich eine Überschreitung der behördlich festgesetzten Konzentration von Kohlenwasserstoffen in Wasser durch Permeation festgestellt werden. Für einen möglichen Einsatz von Polyethylenrohren in der Erdölindustrie ist daher eine Modifizierung des Materials notwendig. Über die Vernetzung des Polymers (mittels chemischer Vernetzung mit Organosilanen bzw. mit Bestrahlung mit hochenergetischen Elektronen) kann dabei eine Reduktion der Permeation von linearen Alkanen erreicht werden.

Details

Titel in ÜbersetzungThe investigation and optimization of the barrier properties of polyolefins regarding the permeation of low-molecular-weight hydrocarbonsKohlenwasserstoffen
OriginalspracheDeutsch
QualifikationDr.mont.
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Siegmund, Barbara, Beurteiler B (extern), Externe Person
  • Kern, Wolfgang, Beurteiler A (intern)
StatusVeröffentlicht - 2016