投稿者: ss1005yh

Was ist eine wärmereflektierende Folie?

Wärmeschutz bedeutet, dass die abgestrahlte Wärme (Strahlungswärme) reduziert wird.

Selbst bei gleicher Temperatur fühlt man sich kühler, wenn man von der Sonne in den Schatten geht. Das liegt daran, dass ein Teil der elektromagnetischen Strahlung (Strahlungswärme) der Sonne abgeschnitten wird.

Es gibt drei Arten der Wärmeübertragung (Strahlung, Konduktion und Konvektion). Wärmereflektierende Folien schirmen fast die gesamte Strahlungswärme ab und machen den Raum im Sommer superschattig und komfortabel und im Winter warm, ohne dass Wärme nach innen verloren geht.

Bei der Anwendung in Hochtemperaturanlagen:

• Geringerer Energieaufwand und schnelle Inbetriebnahme = Energieeinsparung und erhöhte Produktivität, da keine Wärme aus den Außenwänden entweicht.
• Komfortable Umgebung durch niedrigere Körpertemperatur = Maßnahmen gegen Hitzschlag, reduzierte Klimatisierungskosten.

Anwendungen von wärmereflektierenden Folien

Konkrete Beispiele für wärmereflektierende Folien sind Dächer, Wände und Zelte in Gebäuden. In Fabrikanlagen werden sie in verschiedenen Industrieöfen, Hochtemperatur-Rohrleitungen, Schalttafeln und Außeneinheiten von Klimaanlagen eingesetzt.

• Anwendung in Gebäuden
  Der überwiegende Teil der durch Gebäude übertragenen Wärme ist Strahlungswärme.

*Dies ist die Ansicht der Pennsylvania State University und des Oak Ridge National Laboratory.

Es wird auch gesagt, dass die Faktoren, die dazu führen, dass Menschen sich kalt oder warm fühlen, 40 % Strahlungswärme, 30 % Lufttemperatur und 20 % Luftfeuchtigkeit sind, so dass es wichtig ist, Strahlungswärme zu unterdrücken.

Für Innenräume gilt außerdem, dass Körpertemperatur = (Raumtemperatur + Oberflächentemperatur der Umgebung) / 2 ist.

Fallstudien zu Gebäuden

Zu den Vorteilen gehören Wärmeregulierung, geringere Klimatisierungskosten und Verhinderung des Verderbs gelagerter Produkte.

Beispiel einer Anlage in einer Fabrik

Zu den Vorteilen gehören Wärmeregulierung, reduzierte Klimatisierungskosten und erhöhte Produktivität.

• Ofen zur Herstellung von Nichteisenmetallen
• Großer Lacktrockenofen (Stadtgas)
• Backöfen für Lebensmittel

Es ist von Vorteil, einen Temperaturanstieg in Schalttafeln in der Nähe von Anlagen, die im Sommer direkter Sonneneinstrahlung ausgesetzt sind, oder in der Nähe von Hochtemperaturanlagen zu vermeiden.

• Schalttafeln, Schaltschränke

Andere

Schulen, Kindergärten, Kindertagesstätten, Altenpflegeeinrichtungen, öffentliche Einrichtungen, Geschäfte, Gebäude, Lagerhallen, provisorische Zelte, Pflanzenfabriken, Rinderställe, Schweineställe, Geflügelfarmen, Pilzzucht usw. … können je nach Ihren Vorstellungen für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden.

Funktionsweise der wärmereflektierenden Folien

Unterschiede zur Isolierung

Wärmereflektierende Folien haben die Eigenschaft, Wärme abzustoßen, wodurch der Anstieg der Innentemperaturen verringert wird. Dadurch kann der Betrieb von Klimaanlagen reduziert werden.
Die Wärmedämmung hingegen speichert Wärme und verhindert einen Anstieg der Innentemperatur. Die in der Dämmung gespeicherte Wärme dringt jedoch langsam in den Raum ein, so dass eine Klimaanlage zur Senkung der Temperatur eingesetzt werden muss.

Wärmedämmeffekt (Technische Erläuterung)

Im Allgemeinen ist der Wärmeverlust der Ofenwand in einer Innenrauminstallation mit einer Oberflächentemperatur von 70 °C ungefähr gleich groß wie der von Konvektion und Strahlung. Wenn eine wärmereflektierende Folie auf dieser Anlage installiert wird, wird der Strahlungswärmeverlust reduziert und der Verlust kann verringert werden.

Was ist Natriumhydrogensulfat?

Natriumhydrogensulfat ist ein weißes, kristallines Salz aus Natrium- und Hydrogensulfationen.

Seine chemische Formel lautet NaHSO4, sein Molekulargewicht 120,06 und seine CAS-Registriernummer 7681-38-1. Eine andere Bezeichnung ist saures Natriumsulfat (englisch: Sulfuric acid hydrogen sodium salt).

Anwendungen von Natriumhydrogensulfat

Natriumhydrogensulfat wird hauptsächlich als Flussmittel für die Analyse von Mineralien und schwerlöslichen Salzen sowie zur Reinigung von Platininstrumenten verwendet. Diese Verwendungszwecke beruhen auf der Eigenschaft von Natriumhydrogensulfat, das diesen Stoff enthält, lösliche Sulfate zu bilden, wenn es mit unlöslichen Salzen geschmolzen wird. Dieses Phänomen oder analytische Verfahren ist als Hydrogensulfatschmelze bekannt.

Natriumhydrogensulfat wird auch als Lebensmittelzusatzstoff verwendet. Es wird als Zusatzstoff in Pfannkuchenmischungen, Getränken, Dressings und Soßen sowie bei der Fleischverarbeitung und zur Verhinderung des Bräunens von Frischwaren verwendet. Natriumhydrogensulfat wird anstelle von handelsüblicher Zitronen-, Äpfel- oder Phosphorsäure als Anti-Bräunungsmittel verwendet, da es den pH-Wert senken kann, ohne sauer zu werden.

Weitere Anwendungen sind Oberflächenbehandlungsmittel für Metalle, Behandlungsmittel für Bitumen, Desinfektionsmittel für Wasser, pH-Einsteller, Seife, Ziegelsteine und die Zement- und Papierindustrie.

Eigenschaften von Natriumhydrogensulfat

Natriumhydrogensulfat hat keinen Siede- oder Schmelzpunkt und zersetzt sich bei etwa 315 °C zu Na2S2O7. Mit einer Dichte von 2,74 g/cm³ ist es ein stabiles saures Salz, das in seiner wasserfreien Form hygroskopisch ist. Die Löslichkeit von Natriumhydrogensulfat in Wasser ist mit 50 g/100 ml leicht löslich und wässrige Lösungen sind stark sauer.

Natriumhydrogensulfat ist für einige Stachelhäuter hochgiftig, für andere Organismen jedoch praktisch unschädlich. Aus diesem Grund wird Natriumhydrogensulfat manchmal zur Bekämpfung von Seesternen eingesetzt.

Weitere Informationen zu Natriumhydrogensulfat

1. Verfahren zur Herstellung von Natriumhydrogensulfat

Wasserfreies Natriumhydrogensulfat wird durch Zugabe von konzentrierter Schwefelsäure zu Natriumchlorid und Erhitzen bis zum Schmelzen gewonnen.

NaOH + H2SO4 → NaHSO4 + H2O

Schwefelwasserstoff-Monohydrat wird durch Einwirkung von konzentrierter Schwefelsäure auf eine wässrige Natriumsulfatlösung gewonnen.

Na2SO4 + 2H2O + H2SO4 → 2NaHSO4-H2O

Industriell wird Natriumhydrogensulfat als Zwischenprodukt im Mannheimer Verfahren hergestellt, bei dem Natriumchlorid mit Schwefelsäure reagiert.

NaCl + H2SO4 → HCl + NaHSO4

2. Reaktion von Natriumhydrogensulfat

Beim Erhitzen auf über 300 °C dehydriert Natriumhydrogensulfat zu Natriumpyrosulfat (Natriumdisulfat), das beim weiteren Erhitzen SO3 freisetzt und Natriumsulfat ergibt.

2NaHSO4 → Na2S2O7 + H2O
Na2S2O7 → Na2SO4 + SO3

3. Rechtliche Hinweise

Natriumhydrogensulfat unterliegt keinem der wichtigsten Gesetze und Verordnungen. Andererseits könnte es im Rahmen der regional oder national geltenden Gesetzen als ätzender Stoff bezeichnet sein, so dass Vorsicht geboten ist. 

4. Vorsichtsmaßnahmen bei der Handhabung und Lagerung

Bei der Handhabung und Lagerung sind folgende Vorsichtsmaßnahmen zu beachten:

• Behälter dicht verschließen und an einem kühlen, dunklen Ort ohne direkte Sonneneinstrahlung lagern.
• Nicht in Glas- oder Kunststoffbehältern usw. lagern, da diese Metalle angreifen.
• Nur im Freien oder in gut belüfteten Räumen verwenden.
• Zersetzt sich beim Erhitzen und entwickelt giftige Dämpfe, daher Vorsicht bei der Handhabung.
• Reagiert mit Alkohol und Wasser; unnötiges Mischen vermeiden.
• Beim Mischen ist Vorsicht geboten, da es viele Metalle angreift und brennbaren und explosiven Wasserstoff erzeugt.
• Bei der Verwendung Schutzhandschuhe, Schutzbrille und Schutzkleidung tragen.
• Nach der Handhabung die Hände gründlich waschen.
• Bei Hautkontakt mit Wasser und Seife waschen.
• Bei Augenkontakt mehrere Minuten lang sorgfältig mit Wasser ausspülen.

Was ist Kaliumhydrogensulfat?

Kaliumhydrogensulfat ist das geruchlose, farblose oder weiße kristalline Hydrogensulfat von Kalium.

Seine chemische Formel lautet KHSO4, sein Molekulargewicht ist 136,17 und seine CAS-Nummer 7646-93-7. Es ist auch unter der Bezeichnung Kaliumbisulfat bekannt.

Kaliumhydrogensulfat kommt in der Natur in Form eines farblosen oder himmelblauen orthorhombischen Minerals namens Mercallit vor, das manchmal in Stalaktiten zu finden ist. Das Mineral Misenit enthält Kaliumhydrogensulfat in einer komplexeren Zusammensetzung von K8H6(SO4)7.

Anwendungen von Kaliumhydrogensulfat

Kaliumhydrogensulfat wird hauptsächlich als Flussmittel für die Analyse von Mineralien und schwerlöslichen Salzen sowie zur Reinigung von Platininstrumenten verwendet. Diese Verwendungen beruhen auf der Eigenschaft von Kaliumhydrogensulfat, das diesen Stoff enthält, lösliche Sulfate zu bilden, wenn es mit unlöslichen Salzen verschmilzt. Dieses Phänomen oder analytische Verfahren ist als Hydrogensulfatschmelze bekannt.

Kaliumhydrogensulfat wird auch zur Herstellung von Kaliumtartrat für die Weinherstellung verwendet. Es wird auch zur Herstellung von Kaliumpersulfat verwendet, einem starken Oxidationsmittel, und ist nützlich für Düngemittel und Lebensmittelkonservierungsmittel.

Eigenschaften von Kaliumhydrogensulfat

Kaliumhydrogensulfat hat einen Schmelzpunkt von 197 °C, keinen Siedepunkt, zersetzt sich bei etwa 300 °C und hat eine Dichte von 2,24 g/cm³. Kaliumhydrogensulfat ist leicht wasserlöslich mit einer Löslichkeit von 50 g/100 ml, und wässrige Lösungen sind stark sauer, zersetzen sich aber in Ethanol.

Wässrige Lösungen von Kaliumhydrogensulfat ergeben wasserhaltige Salze mit einem Kristallwassergehalt von 1 oder 5,5. Die Kristallstruktur von wasserfreiem Kaliumhydrogensulfat sind farblose Kristalle vom orthorhombischen oder monoklinen Typ.

Weitere Informationen über Kaliumhydrogensulfat

1. Herstellung von Kaliumhydrogensulfat

Kaliumhydrogensulfat erhält man im Labor durch Reaktion von Kaliumsulfat mit Schwefelsäure.

K2SO4 + H2SO4 → 2KHSO4

Kaliumhydrogensulfat fällt auch als Nebenprodukt bei der Herstellung von Salpetersäure aus Salpeter (Kaliumnitrat) und Schwefelsäure an

KNO3 + H2SO4 → HNO3 + KHSO4

Industriell wird Kaliumhydrogensulfat bei der exothermen Reaktion von Kaliumchlorid und Schwefelsäure im Zusammenhang mit der ersten Stufe des Mannheimer Verfahrens zur Herstellung von Kaliumsulfat gewonnen.

KCl + H2SO4 → HCl+KHSO4

2. Reaktion von Kaliumhydrogensulfat

Kaliumhydrogensulfat wird durch thermische Zersetzung dehydriert und bildet Kaliumpyrosulfat (Kaliumdisulfat).

2KHSO4 → K2S2O7 + H2O

Oberhalb von 600 °C wandelt sich Kaliumpyrosulfat außerdem in Kaliumsulfat und Schwefeltrioxid um. Diese Eigenschaft wird für die Schmelzung von Schwefelwasserstoff aus schwer löslichen Salzen genutzt.

K2S2O7 → K2SO4 + SO3

3. Rechtliche Hinweise

Kaliumhydrogensulfat unterliegt keinem der wichtigsten Gesetze und Verordnungen, wie dem Gesetz über die Freisetzung und Übertragung von Schadstoffen (PRTR-Gesetz), dennoch ist bei diesem Stoff Vorsicht geboten.

4. Vorsichtsmaßnahmen bei der Handhabung und Lagerung

Bei der Handhabung und Lagerung sind folgende Vorsichtsmaßnahmen zu beachten:

• Behälter dicht verschließen und an einem kühlen, dunklen Ort ohne direkte Sonneneinstrahlung lagern.
• Nicht in Glas- oder Kunststoffbehältern usw. lagern, da diese Metalle angreifen.
• Nur im Freien oder in gut belüfteten Räumen verwenden.
• Zersetzt sich beim Erhitzen und entwickelt giftige Dämpfe, daher Vorsicht bei der Handhabung.
• Reagiert mit Alkohol und Wasser; unnötiges Mischen vermeiden.
• Beim Mischen ist Vorsicht geboten, da es viele Metalle angreift und brennbaren und explosiven Wasserstoff erzeugt.
• Bei der Verwendung Schutzhandschuhe, Schutzbrille und Schutzkleidung tragen.
• Nach der Handhabung die Hände gründlich waschen.
• Bei Hautkontakt mit Wasser und Seife waschen.
• Bei Augenkontakt einige Minuten lang sorgfältig mit Wasser ausspülen.

Was ist Kaliumhydrogencarbonat?

Kaliumhydrogencarbonat ist ein Kaliumsalz der Kohlensäure, auch bekannt als Kaliumsäurecarbonat oder Kaliumbicarbonat.

Es wird durch die Summenformel KHCO3 dargestellt und hat ein Molekulargewicht von 100,12 g/mol. Ihm wurde die spezifische chemische Nummer CAS 298-14-6 zugewiesen. Kaliumhydrogencarbonat wird durch die Einwirkung von Kohlendioxid auf eine Kaliumcarbonatlösung hergestellt.

Bei Raumtemperatur und -druck liegt es in Form von weißen monoklinen Kristallen vor und ist geruchlos. Seine Löslichkeit in Wasser beträgt 52,8 g/100 ml bei 20 °C. Die Eigenschaften seiner wässrigen Lösung ähneln denen der Natriumbicarbonatlösung, die leicht alkalisch ist. Im Gegensatz dazu ist es in Ethanol und Glycerin unlöslich.

Anwendungen von Kaliumhydrogencarbonat

Kaliumhydrogencarbonat hat eine breite Palette von Verwendungsmöglichkeiten, vor allem in den Bereichen biochemische Reagenzien, analytische Reagenzien, Puffer, organische synthetische Rohstoffe, Arzneimittel und Lebensmittelzusatzstoffe (Expander). Typische Anwendungen sind folgende:

1. Herstellung von reinem Kaliumcarbonat

Wenn Kaliumhydrogencarbonat auf 200 °C erhitzt wird, verliert es Kohlendioxid und Wasser, wobei Kaliumcarbonat entsteht. Dieser Vorgang wird als Herstellung von reinem Kaliumcarbonat bezeichnet. Kaliumcarbonat wird als anorganische Chemikalie in einer breiten Palette von Produkten verwendet.

Es wird vor allem Glasrohstoffen zugesetzt, um deren Schmelzeigenschaften sowie deren Transparenz und Glanz zu verbessern. Es ist ein nützlicher Rohstoff für die Herstellung von Glasprodukten wie Glassubstraten für Flüssigkristallplatten. Weitere Verwendungszwecke sind Rohstoffe für Sole, die chinesischen Nudeln zugesetzt wird, Kaliumtitanat (hauptsächlich als Bestandteil von Bremsbelägen für Automobile), Rohstoffe für Waschmittel für Kleidung und Geschirr, Kaliumsalze usw. sowie als Zwischenrohstoff für pharmazeutische und agrochemische Produkte.

2. Entsäuerungsmittel für Wein

Grundsätzlich ist Kaliumhydrogencarbonat für den menschlichen Verzehr unbedenklich und seine Abbauprodukte, Kalium- und Carbonationen, sind in der Natur weit verbreitet und umweltfreundlich. Daher wird es als Entsäuerungsmittel in Wein verwendet. Überschüssige Weinsäure im Wein kann die Qualität des Weins durch die Bildung von Weinsäure erheblich beeinträchtigen.

Der Zusatz von Kaliumhydrogencarbonat neutralisiert die Säure im Wein durch Bicarbonat-Ionen und entfernt die Weinsäure durch Ausfällung von unlöslichem Kaliumhydrogencarbonat infolge der Reaktion von Kaliumionen mit den Weinstein-Ionen im Wein.

3. Pestizide (Fungizide)

Kaliumhydrogencarbonat-Wasserlösungsmittel werden als Schädlingsbekämpfungsmittel eingesetzt. Es ist vor allem gegen Mehltau, Rost und Grauschimmel wirksam. Es ist schnell wirksam und stört das Ionengleichgewicht in den Zellen der Pflanzenpathogene, indem es Kaliumionen in die Zellen eindringen lässt. In der Folge werden die Läsionen durch Störung der Zellfunktionen beseitigt. Es ist ein Pestizid mit geringen Auswirkungen auf Bienen, Seidenraupen sowie Fische und Schalentiere.

Eigenschaften von Kaliumhydrogencarbonat

Kaliumhydrogencarbonat kann bei starker thermischer Zersetzung durch Verbrennung die giftigen Gase Kohlenmonoxid und Kohlendioxid erzeugen. Kaliumhydrogencarbonat selbst ist jedoch nicht brennbar, so dass man sich keine Sorgen über seine Entflammbarkeit oder explosiven Eigenschaften machen muss.

Allerdings ist es auch hygroskopisch, so dass für die Lagerung ein trockener Ort empfohlen wird.

Weitere Informationen zu Kaliumhydrogencarbonat

1. Rechtliche Hinweise zu Kaliumhydrogencarbonat

• PRTR-Gesetz (Pollutant Release and Transfer Register Law): Nicht anwendbar

2. Vorsichtsmaßnahmen für die Handhabung und Lagerung von Kaliumhydrogencarbonat

• Vermeiden Sie den Kontakt mit sauren Stoffen, da diese unter Bildung von Kohlendioxid reagieren können.
• Dicht verschlossen an einem kühlen, gut belüfteten Ort und vor direkter Sonneneinstrahlung geschützt lagern.
• In Behältern aus Polyethylen, Polypropylen oder Glas aufbewahren.

Was ist Lithiumcarbonat?

Lithiumcarbonat ist eine anorganische Verbindung mit der chemischen Formel Li2CO3.

Es wird aus Erzen und Solen zu dieser Form des Lithiumcarbonats verarbeitet, aus dem verschiedene Lithiumverbindungen hergestellt werden.

Anwendungen von Lithiumcarbonat

Lithiumcarbonat wird in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, u. a. als Rohstoff für Glasuren, Glas und Keramik, für die elektrolytische Raffination von Aluminium, als Batteriematerial, für piezoelektrische Materialien und für Arzneimittel. Es wird als Rohstoff für aktive Kathodenmaterialien und Elektrolyte in Lithium-Ionen-Batterien verwendet. Lithium-Ionen-Batterien werden in vielen modernen elektronischen Geräten wie Smartphones, Tablets, Laptops und Elektrofahrzeugen eingesetzt.

Das aktive Kathodenmaterial ist ein Mischoxid aus Lithium und anderen Metallen, wobei Lithiumcarbonat als Lithiumquelle für die Herstellung verwendet wird. Aktive Kathodenmaterialien auf Nickelbasis werden zum Beispiel aus Lithiumhydroxid und nicht aus Lithiumcarbonat hergestellt. Lithiumhydroxid wird jedoch auch aus Lithiumcarbonat hergestellt, was bedeutet, dass die meisten aktiven Kathodenmaterialien aus Lithiumcarbonat hergestellt werden.

Lithiumcarbonat greift in chemische Reaktionen ein, die die Übertragung von Informationen an die Gehirnzellen verstärken. Aus diesem Grund ist es als Arzneimittel in der Psychiatrie besonders wirksam, vor allem bei der Behandlung von Psychosen und bipolaren Störungen (Depressionen). Aus Lithiumcarbonat hergestellte Glaswaren werden auch als hitzebeständige Behälter verwendet. Zement aus Lithiumcarbonat ist auch dafür bekannt, dass er Fliesen schneller verklebt.

Lithium erzeugt eine leuchtend rote Flammenreaktion, aber Lithiumcarbonat wird anstelle von Lithiummetall als Material für Feuerwerkskörper verwendet. Neben Lithiumcarbonat gibt es noch weitere Lithiumverbindungen wie Lithiumhydroxid, Lithiumbromid, Lithiumchlorid, Lithiummetall und Butyl-Lithium. Von diesen ist Lithiumcarbonat am meisten gefragt, wobei mehr als die Hälfte in Lithium-Ionen-Batterien verwendet wird.

Eigenschaften von Lithiumcarbonat

Lithiumcarbonat ist ein farbloser bis weißer kristalliner Feststoff mit einem Molekulargewicht von 73,89. Es hat eine Dichte von 2,11 g/cm3, einen Schmelzpunkt von 723 °C und einen Siedepunkt von 1310 °C. Wird es auf seinen Schmelzpunkt von 723 °C erhitzt, beginnt es sich allmählich zu zersetzen. Bei weiterer starker Erhitzung entsteht Kohlendioxid, das Lithiumoxid bildet.

Die üblichen Alkalimetallsalze lösen sich gut in Wasser, mit Ausnahme von Lithiumcarbonat, das mit nur 1,33 g pro 100 ml Wasser unlöslich ist. Außerdem nimmt seine Löslichkeit mit steigender Temperatur ab. Wässrige Lösungen sind alkalisch.

Wenn Kohlendioxid in wässriger Lösung unter Druck gelöst wird, erhöht sich die Löslichkeit um etwa den Faktor 10, was darauf zurückzuführen ist, dass Lithiumcarbonat Lithiumbicarbonat bildet.

Weitere Informationen zu Lithiumcarbonat

Methoden zur Herstellung von Lithiumcarbonat 

Lithium, ein Bestandteil von Lithiumcarbonat, ist auf der Erde weit verbreitet, aber so reaktionsfreudig, dass es in Form von separaten Verbindungen vorkommt. Es macht 0,004 % der Krustenbestandteile aus und wird aus Salzseesolen und aus Erzen wie Amblygonit (2LiF, Al2O3, P2O5), Spodumen (Li2O, Al2O3, 4SiO2), Petalit (Li2O, Al2O3, 8SiO2) und Lepidolith (K(Li,Al)3( Al,Si,Rb)4O10(F,OH)2) gewonnen.

1. Gewinnung von Lithiumcarbonat aus Erzen
Nach dem Rösten und Mahlen des Erzes wird Schwefelsäure hinzugefügt und erhitzt, um eine Lithiumsulfatlösung herzustellen. Natriumcarbonat und Calciumhydroxid werden der Lithiumsulfatlösung zugesetzt, um Verunreinigungen wie Eisen und Aluminium zu entfernen.

Die Lithiumsulfatlösung wird mit Natriumcarbonat umgesetzt, um Lithium als Lithiumcarbonat auszufällen, das anschließend gewaschen und getrocknet wird.

2. Gewinnung von Lithiumcarbonat aus Salzlauge
Die lithiumchloridhaltige Sole wird in der Sonne getrocknet, um das Lithiumchlorid zu konzentrieren. Natriumcarbonat wird hinzugefügt, um Lithiumcarbonat auszufällen, das gewaschen und getrocknet wird.

WAS IST EIN BÜRSTENMOTOR?

Ein Bürstenmotor ist ein Motor mit Schleifkontakten, den sogenannten Bürsten, die den Strom zur rotierenden Welle leiten. Sie zeichnen sich durch eine einfache und kostengünstige Konstruktion und eine einfache Drehmomentsteuerung aus. Allerdings werden die Bürsten durch die Rotation abgenutzt und müssen regelmäßig gewartet werden. Der Nachteil von Bürstenmotoren besteht darin, dass sie beim Betrieb laut sind.

Obwohl auch gewickelte Wechselstrommotoren und andere Motortypen Bürsten verwenden, bezieht sich der Begriff “Bürstenmotor” im Allgemeinen auf Gleichstrom-Bürstenmotoren.

Verwendungszwecke von Bürstenmotoren

Bürstenmotoren werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, von Konsumgütern bis hin zu industriellen Anwendungen. Typische Beispiele sind

Kleine Bürolüfter und PC-Lüfter
Industrieanlagen wie z. B. Kesselabzugsgebläse
Fahrmotoren für Nahverkehrszüge
Hubmotoren für Aufzüge

Da sie unter den Gleichstrommotoren die preiswertesten sind, werden sie in Kühlgebläsen für DC-Bürogeräte eingesetzt. Sie werden seit langem auch in beweglichen Geräten wie Zügen und Aufzügen eingesetzt, da sich Drehmoment und Drehzahl leicht steuern lassen.

In den letzten Jahren hat sich die Umrichtersteuerung, die ohne Bürsten auskommt und einfach zu warten ist, als Standard für die Drehmomentsteuerung in mobilen Geräten durchgesetzt. Auch bürstenlose Motoren werden immer beliebter.

Das Prinzip von Bürstenmotoren

Bürstenmotoren bestehen aus einem Rotor, einem Stator und einem Kommutator. Der Stator kann aus einer Spule oder einem Permanentmagneten bestehen.  

Der Stator erzeugt immer ein Magnetfeld, und der Strom, der in der um den Rotor gewickelten Spule fließt, und das Magnetfeld des Stators erzeugen eine elektromagnetische Kraft, die den Motor in Drehung versetzt. Wichtig ist, dass die Bürsten mit dem Kommutator in Kontakt sind und dass die Stromrichtung der Spule in eine Richtung geht.

Drehmoment und Drehzahl lassen sich durch Änderung der Stromstärke steuern.

Weitere Informationen über Bürstenmotoren
1. die Lebensdauer von Bürstenmotoren

Die Lebensdauer von Bürstenmotoren beträgt im Allgemeinen einige hundert bis einige tausend Stunden. Die Lebensdauer der Bürstenmotoren selbst wird hingegen durch die Lebensdauer der Lager bestimmt und beträgt im Allgemeinen einige zehntausend bis hunderttausend Stunden.

Bürstenmotoren drehen sich durch den Wechsel zwischen abstoßenden und anziehenden Kräften zwischen Stator und Rotor. Damit sich der Rotor drehen kann, muss die Polarität der Magnetkraft je nach Drehwinkel umgeschaltet werden, und diese Aufgabe übernimmt der Kommutator.

Während der Antrieb durch das einfache Anlegen einer Gleichspannung einfach und leicht zu bedienen ist, handelt es sich bei den Bürsten um mechanische Kontakte, die sich durch die Rotation abnutzen, so dass die Lebensdauer des Motors von der Lebensdauer der Bürsten abhängt, wenn die Bürsten nicht ersetzt werden können.

2. der Unterschied zu bürstenlosen Motoren

Bürstenmotoren werden auch als Gleichstrommotoren bezeichnet, da sie problemlos mit einer Gleichstromquelle betrieben werden können. Bürstenlose Motoren hingegen werden auch als Permanentmagnet-Synchronmotoren bezeichnet. Bürstenmotoren sind einfacher zu betreiben und preiswerter als bürstenlose Motoren, wodurch sie sich für eine Vielzahl von Anwendungen eignen.

Bürstenmotoren werden in vielen Anwendungen eingesetzt, aber ihre kurze Lebensdauer aufgrund von Bürstenverschleiß ist ein Nachteil. Für einen langfristigen Einsatz ist ein Austausch der Bürsten erforderlich. Bürstenmotoren können nicht nur durch Gleichspannung, sondern auch durch PWM-Impulse gesteuert werden.

Bürstenlose Motoren hingegen verzichten auf den Kommutator und die Bürsten und verwenden Permanentmagnete im Rotor. Durch das Fehlen von Bürsten haben bürstenlose Motoren eine längere Lebensdauer, und die Lebensdauer der Lager entspricht der Lebensdauer eines bürstenlosen Motors.

Der bürstenlose Motorantrieb wird in “Rechteckantrieb” (Antrieb mit Rechteckspannung) und “Sinusantrieb” (Antrieb mit Sinusspannung) unterteilt. Während der Rechteckantrieb einen relativ einfachen Antriebsschaltkreis hat, erzeugt er während der Rotation Geräusche und Vibrationen. Der Sinuswellenantrieb hingegen hat einen komplexeren Antriebsschaltkreis, erzeugt aber weniger Geräusche und Vibrationen während der Drehung.

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Was ist Kohlensäuredimethylester?

Kohlensäuredimethylester ist eine Art Ester der Kohlensäure mit der chemischen Formel C3H6O3.

Es wird manchmal als DMC abgekürzt. Die weltweite Produktion von Kohlensäuredimethylester ist auf Asien, den Nahen Osten und Europa beschränkt.

Kohlensäuredimethylester ist eine brennbare Flüssigkeit. Seine Verwendung für Verbraucher und in Innenräumen ist eingeschränkt. In Bezug auf die Entflammbarkeit ist es jedoch sicherer als Aceton, Methylethylketon und Methylacetat. 

Anwendungen von Kohlensäuredimethylester

Kohlensäuredimethylester wird hauptsächlich als Rohstoff für die Herstellung von Polycarbonat verwendet. Kohlensäuredimethylester kann aus Kohlensäuredimethylester durch eine Esteraustauschreaktion mit Phenol synthetisiert werden. Kohlensäuredimethylester ist ein Ausgangsstoff für die Synthese von Bisphenol-A-Polycarbonat durch Schmelzpolykondensation. Durch Esteraustausch von Polycarbonat mit Phenol können Kohlensäuredimethylester und Bisphenol-A wieder hergestellt werden, die dann recycelt werden können.

Polycarbonat ist ein Kunststoff mit hoher Schlagfestigkeit, optischer Transparenz und Dielektrizitätskonstante. Polycarbonat wird auch für DVDs, Blu-ray-Discs, elektrische Isoliermaterialien, Schutzbrillen, kugelsichere Fenster, Brillengläser, Flugzeuge, verschiedene Autoteile und Raketenteile verwendet.

Kohlensäuredimethylester wird als Elektrolyt in Lithium-Ionen-Batterien verwendet und kann auch in Farben, Reinigungsmitteln und Klebstoffen eingesetzt werden.

Eigenschaften von Kohlensäuredimethylester

Kohlensäuredimethylester hat einen Schmelzpunkt von 2-4 °C, einen Siedepunkt von 90 °C und einen niedrigen Flammpunkt von 18 °C. Es ist eine farblose, brennbare Flüssigkeit und unlöslich in Wasser.

Der empfohlene Expositionsgrenzwert (REL) für Kohlensäuredimethylester liegt bei 100 ppm durch Einatmen während eines 8-stündigen Arbeitstages, ähnlich wie bei den üblichen industriellen Lösungsmitteln. Im Körper wird Kohlensäuredimethylester in Methanol und Kohlendioxid umgewandelt, so dass bei versehentlichem Verschlucken die Gefahr einer Methanolvergiftung besteht.

Struktur von Kohlensäuredimethylester

Kohlensäuredimethylester hat eine Struktur, bei der zwei Wasserstoffatome der Kohlensäure in Methylgruppen umgewandelt werden. Sein Molekulargewicht liegt bei 90,08 g/mol und seine Dichte bei 1,069-1,073 g/ml.

Weitere Informationen zu Kohlensäuredimethylester

1. Verfahren zur Synthese von Kohlensäuredimethylester

Traditionell wurde Kohlensäuredimethylester durch die Reaktion von Phosgen und Methanol mit Chlorameisensäuremethylester als Zwischenprodukt synthetisiert. Heutzutage kann es katalytisch aus Methanol, Sauerstoff und Kohlenmonoxid synthetisiert werden.

Industriell kann Kohlensäuredimethylester durch Veresterung von Ethylen- und Propylencarbonat mit Methanol hergestellt werden. Bei diesen Reaktionen entsteht auch Ethylenglykol bzw. Propylenglykol.

Kohlensäuredimethylester kann auch durch die Reaktion von Methanol mit Kohlendioxid unter Verwendung von Tetraalkoxytitan, Diazabicycloalkenen, Methylierungsmitteln, Zinn, Zirkonium und Titanalkoxyverbindungen synthetisiert werden. Es wurden auch Methoden zur Herstellung von Kohlensäuredimethylester unter Verwendung von Acetalen und Kohlendioxid vorgeschlagen.

2. Reaktion von Kohlensäuremethylester

Kohlensäuredimethylester ist für die Methylierung verfügbar. Insbesondere die Quaternisierung von Trimethylamin durch Kohlensäuredimethylester führt zu Tetramethylammonium. Es entstehen auch Hydrogencarbonat-Anionen, die jedoch durch Anionenaustauschharze oder Elektrolyse entfernt werden können. Im Vergleich zu herkömmlichen Methylierungsmitteln wie Dimethylsulfat und Iodmethan ist Kohlensäuredimethylester weniger giftig und biologisch abbaubar.

Kohlensäuredimethylester kann zur Methylierung von Anilinen, Phenolen, Thiophenolen, Carbonsäuren und der α-Position von Nitrilen verwendet werden. Bei Reaktionen unterhalb von 90° wird jedoch in der Regel der Methoxycarbonylierung der Vorzug gegeben. In vielen Fällen sind daher Hochdruck- und Hochtemperaturbedingungen in druckfesten Reaktionsgefäßen erforderlich. Die Addition von Diazabicycloundecen (englisch: 1,8-diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en) unter Rückfluss von Dimethylcarbonat führt zur Methylveresterung von Carbonsäuren.

Was ist Guanidinhydrochlorid?

Guanidinhydrochlorid ist das Hydrochloridsalz von Guanidin mit der chemischen Formel CH6CIN3.

Es ist ein weißes, in den Gezeiten lösliches Pulver und wird als Proteinlöser, Antistatikum für Kunstfasern und als Reagenz für die pharmazeutische Synthese verwendet. Bekannte Verfahren zur Herstellung von Guanidinhydrochlorid sind die Gewinnung aus Dicyandiamid und Ammoniumhydrochlorid.

Anwendungen von Guanidinhydrochlorid

1. Lösungsmittel für Proteine

Guanidinhydrochlorid wird hauptsächlich als Eiweißlöser (Eiweißdenaturierungsmittel) verwendet. Guanidinhydrochlorid wirkt als so genanntes chaotropes Mittel, das die Molekularstruktur von Proteinen durch Beeinträchtigung ihrer Wasserstoffbrückenbindungen destabilisiert.

Diese Eigenschaft wird in der Biochemie häufig für Anwendungen wie die Reinigung von DNA genutzt. Es wird auch für die RNA-Extraktion verwendet, da es in der Lage ist, Ribonuklease, das Enzym, das Ribonukleinsäure abbaut, zu inaktivieren.

2. Antistatikum

Guanidinhydrochlorid ist ein Bestandteil von Antistatika für synthetische Fasern wie Polyester und Nylon.

Externe Antistatika, bei denen Guanidinhydrochlorid mit Tensiden und kationischen Polymeren kombiniert wird, bieten einen gleichmäßigen Oberflächenschutz, ohne die Leistung der Kunstfasern zu beeinträchtigen.

3. Synthetische Reagenzien

Guanidinhydrochlorid ist auch als synthetisches Reagenz für die Pharmazie von Bedeutung. Es dient beispielsweise als Rohstoff für Folsäure, ein Vitamin, das die Bildung roter Blutkörperchen fördert, und für die Synthese von Sulphaprodukten, die antibakterielle Wirkstoffe sind.

4. Pharmazeutische Produkte

Guanidinhydrochlorid wurde früher als orales Arzneimittel zur Verbesserung der Muskelschwäche und anderer Symptome verwendet, die durch eine Krankheit namens Lambert-Eaton-Syndrom verursacht werden. Aufgrund von Nebenwirkungen wie Magen-Darm-Störungen wird Guanidinhydrochlorid heute jedoch nur noch selten für pharmazeutische Zwecke verwendet.

Eigenschaften von Guanidinhydrochlorid

Chemische Formel	CH6CIN3
Deutscher Name	Guanidinhydrochlorid
Englischer Name	Guanidine hydrochloride
CAS-Nr.	50-01-1
Molekulargewicht	95,53 g/mol
Schmelzpunkt/Gefrierpunkt	182 °C

Andere Bezeichnungen für Guanidinhydrochlorid sind Guanidinchlorid und Guanidiniumhydrochlorid. Manchmal werden auch die Abkürzungen GdmCl, GndCl und GuHCl verwendet. Die Bezeichnung Guanidinhydrochlorid wird hauptsächlich in den Sicherheitsdatenblättern verwendet.

Guanidinhydrochlorid ist gut löslich in Wasser und Alkoholen (z. B. Ethanol). Es ist auch in der Luftfeuchtigkeit leicht löslich und sollte daher mit Vorsicht gehandhabt werden.

Weitere Informationen über Guanidinhydrochlorid

1. Gefährliche Eigenschaften von Guanidinhydrochlorid

Guanidinhydrochlorid fällt nicht unter das PRTR-Gesetz. Guanidinhydrochlorid ist jedoch in der GHS-Klassifizierung als akut toxisch, hautverätzend/reizend und augenreizend eingestuft.

2. Vorsichtsmassnahmen bei der Verwendung von Guanidinhydrochlorid

Guanidinhydrochlorid ist stark reizend für Haut und Augen. Daher wird empfohlen, bei der Verwendung von Guanidinhydrochlorid Schutzhandschuhe, Schutzbrille und Schutzkleidung zu tragen, um die Augen und die Haut zu schützen.

Wenn Guanidinhydrochlorid mit der Haut oder den Augen in Berührung kommt, ist gründlich mit Wasser zu spülen und ein Arzt aufzusuchen und zu behandeln. Folgende Ausrüstungsmaßnamen werden bei der Verwendung von Guanidinhydrochlorid empfohlen: Installation eines Waschbeckens und einer Sicherheitsdusche am Arbeitsplatz sowie die Einrichtung einer allgemeinen explosionssicheren Belüftung und eines lokalen Abluftsystems.

Guanidinhydrochlorid kann stabil bei Raumtemperatur gelagert werden. Da die Verbindung jedoch gezeitenabhängig ist und sich durch Adsorption von Luftfeuchtigkeit leicht auflöst, sollten die Behälter versiegelt und an einem trockenen Ort gelagert werden.

3. Methoden für Transport und Entsorgung

Es ist vorgeschrieben, dass Guanidinhydrochlorid als Chemikalie nicht zusammen mit Lebens- oder Futtermitteln transportiert werden darf. Guanidinhydrochlorid ist eine Verbindung, die nicht in die Umwelt freigesetzt werden darf. Bei der Entsorgung von Guanidinhydrochlorid ist darauf zu achten, dass es in Übereinstimmung mit den örtlichen Vorschriften entsorgt wird.

Was ist Glycolsäure?

Glycolsäure ist eine Art Alpha-Hydroxysäure, ein natürlich vorkommender Bestandteil von Zuckerpflanzen.

Sie ist auch als Hydroxyessigsäure bekannt. Sie kann durch Hydrolyse von Chloressigsäure mit Bariumcarbonat hergestellt werden. Bei der Oxidation entstehen auch Glyoxylsäure und Oxalsäure.

Anwendungen von Glycolsäure

Aufgrund ihrer Peeling-Eigenschaften wird Glycolsäure in der Schönheitspflege als Peelingmittel und als Reduktionsmittel für Dauerwellen verwendet. Sie kann auch als Rohstoff für die organische Synthese, als Peelingmittel, als Desinfektionsmittel, als Rohstoff für biologisch abbaubare Harze, als Färbe- und Gerbstoff in der Lederindustrie und als pH-Regulator verwendet werden.

Sie werden auch als verschiedene Reinigungsmittel zur Säuberung verschiedener Oberflächen wie Beton, Mörtel und verschiedener Metalle verwendet. Polyglykolsäure ist beispielsweise biologisch gut abbaubar und wird daher als Nahtmaterial im medizinischen Bereich verwendet.

Eigenschaften von Glycolsäure

Glycolsäure ist ein farbloses Kristall mit hygroskopischen Eigenschaften. Sie ist leicht in Wasser, Ethanol und Ether löslich. Sie ist leicht reizend für Haut und Schleimhäute.

Beim Erhitzen auf 100 °C erhält man Glycolsäure-Anhydrid. Beim Erhitzen auf über 200 °C werden Glykolid und Polyglykolid gebildet.

Bei der Einnahme wird sie außerdem in Oxalsäure umgewandelt, die giftig ist. Aus diesem Grund wurden früher hohe Konzentrationen von Glycolsäure in Kosmetika verwendet, die heute jedoch nicht mehr in den Formulierungen enthalten sein dürfen.

Struktur der Glycolsäure

Glykolsäure ist eine Carbonsäure mit einer Hydroxygruppe; ihr IUPAC-Name lautet 2-Hydroxyethansäure.

Ihre chemische Formel lautet C2H4O3 und ihre molare Masse beträgt 76,05 g/mol. Ihre Dichte beträgt 1,27 g/cm³ und ihr Schmelzpunkt liegt bei 75 °C.

Weitere Informationen über Glycolsäure

1. Glycolsäure in der Natur

Glycolsäure kommt in Zuckerpflanzen vor. Sie ist insbesondere in Zuckerrohr, Ananas, Zuckerrüben und Melonen enthalten und kommt auch in unreifen Weintrauben vor.

2. Anwendungen von Glycolsäure

In der organischen Synthese wird Glycolsäure als Zwischenprodukt bei der Veresterung und bei Redoxreaktionen verwendet. Darüber hinaus kann sie in der Polymerchemie als Monomer in biokompatiblen Copolymeren verwendet werden.

Durch Kondensationspolymerisation wird zum Beispiel Polyglykolsäure hergestellt. Polyglykolsäure, auch Polyglykolid genannt, ist ein biologisch abbaubarer Thermoplast. Es handelt sich ebenfalls um einen aliphatischen Kettenpolyester mit der einfachsten Struktur.

Polyglykolsäure hat eine Glasübergangstemperatur von 35-40 °C und einen Schmelzpunkt von 220-230 °C. Sie kristallisiert oberhalb von 60 °C und verliert damit ihre Transparenz. Ihr hohes durchschnittliches Molekulargewicht macht sie in vielen organischen Lösungsmitteln unlöslich. Die Oligomere hingegen, die ein niedriges Molekulargewicht haben, sind in organischen Lösungsmitteln wie DMSO löslich.

3. Verwandte Verbindungen der Glycolsäure

Glykolsäure ist eine Art α-Hydroxylamin. Hydroxysäuren sind ein Oberbegriff für Carbonsäuren mit Hydroxygruppen, die auch als Hydroxycarbonsäuren, Alkoholsäuren und Oxycarbonsäuren bezeichnet werden.

Neben den α-Hydroxysäuren gibt es auch β-Hydroxysäuren, γ-Hydroxysäuren und δ-Hydroxysäuren. Insbesondere α-Hydroxysäuren neigen dazu, durch Dehydratisierungsreaktionen Lactide durch dimerisierte Cyclisierung zu erzeugen.

Hydroxysäuren sind saurer als gewöhnliche Carbonsäuren, was auf die induzierte Wirkung der Hydroxygruppe in der Nähe der Carbonsäure zurückzuführen ist. Hydroxysäuren sind in vivo weit verbreitet und werden durch den Zitronensäurekreislauf repräsentiert. Sie werden dann durch die Wirkung verschiedener Dehydrogenasen aus den entsprechenden Ketosäuren synthetisiert.

Was ist Guajakol?

Guajakol ist eine Phenolart mit einer Methoxygruppe, deren Summenformel C7H8O2 lautet.

Es wird auch 2-Hydroxyanisol, Methylcatechol und 2-Methoxyphenol genannt.

Guajakol ist eine natürliche Aromastoffverbindung, die aus in Eichenfässern gereiftem Wein gewonnen wird. Guajakol und 2,4,6-Trichloranisol (UK: 2,4,6-Trichloranisol) werden für die Korkfäule in Wein verantwortlich gemacht.

Anwendungen von Guajakol

Guajakol ist der Hauptbestandteil von Kreosot. Kreosot ist ein Phenolgemisch, das durch Destillation von Holzteer aus Buche und anderen Pflanzen gewonnen wird.

Es hat bakterientötende und antiseptische Eigenschaften und wird als internes Arzneimittel bei verschiedenen Arten von Durchfall, abnormaler Darmgärung und Lebensmittelvergiftung eingesetzt. Darüber hinaus hat er schleimlösende und hustenstillende Eigenschaften und wird als Heilmittel bei chronischer Bronchitis eingesetzt.

Aufgrund seines charakteristischen aromatischen Geruchs kann er auch als synthetischer Rohstoff für Parfüms verwendet werden. Außerdem wird es als Regulator von Vanillin, dem Grundstoff für Vanillegeruch, verwendet.

Eigenschaften von Guajakol

Guajakol hat einen Schmelzpunkt von 28 °C und einen Siedepunkt von 204-206 °C. Es hat einen charakteristischen Geruch und ist eine farblose bis hellgelbe Flüssigkeit oder ein farbloser kristalliner Feststoff. Es ist etwas unlöslich in Wasser und mischbar mit Methanol und Ethanol.

Aufgrund seiner toxischen und reizenden Eigenschaften sollte es bei versehentlichem Kontakt mit den Mundschleimhäuten sofort ausgespült werden. Die tödliche Dosis für Erwachsene beträgt 3-10 g.

Guajakol hat eine Methoxygruppe an der 2-Position des Phenols und wird auch als 2-Methoxyphenol bezeichnet. Sein Molekulargewicht beträgt 124,13 und seine spezifische Formel wird als 2-CH3OC6H4OH angegeben.

Weitere Informationen über Guajakol

1. Wie wurde Guajakol synthetisiert?

Guajakol wurde erstmals von Otto Paul Unverdorben im Jahr 1826 isoliert. Guajakol kann durch Methylierung von o-Catechol mit Kaliumcarbonat und Dimethylsulfat synthetisiert werden.

Guajakol kann im Labor auf verschiedene Weise hergestellt werden. Guajakol wird durch Hydrolyse von o-Anisidin, das in zwei Schritten aus Anisol gewonnen wird, über ein Diazoniumderivat hergestellt. Guajakol kann auch durch Dimethylierung von Catechol und selektive Monodemethylierung synthetisiert werden.

2. Guajakol-Reaktionen

Aus Biomasse gewonnenes Guajakol ist ein nützliches Ausgangsmaterial für die Synthese einer Vielzahl von Verbindungen als grüne Brennstoffe. Es wird z. B. zur Quantifizierung von Peroxidasen verwendet.

Peroxidasen sind Enzyme, die die Peroxidstruktur oxidativ in zwei Hydroxylgruppen spalten können. In Gegenwart von Wasserstoffperoxid bildet die Peroxidase Tetraguaiacol (englisch: tetraguaiacol). Tetraguaiacol ist eine farbige Verbindung, die durch Absorption bei 420-470 nm quantifiziert werden kann.

3. Strukturisomere von Guajakol

Die Strukturisomere von Guajakol mit unterschiedlichen Substituentenpositionen sind 3-Methoxyphenol und 4-Methoxyphenol. 3-Methoxyphenol hat eine Methoxygruppe in Position 3 und 4-Methoxyphenol hat eine Methoxygruppe in Position 4.

3-Methoxyphenol wird auch als m-Methoxyphenol, m-Guaiacol, m-Hydroxyanisol, 3-Hydroxyanisol und Resorcinmonomethylether bezeichnet.

Mekinol, 4-Hydroxyanisol und Paraguaiacol sind weitere Bezeichnungen für 4-Methoxyphenol.