zum Inhalt springen
Powered by

WEE-Solve GmbH - Störenfriede entfernen

Polymere mit innovativen Methoden zu reinigen und zu fraktionieren hat in vielen Bereichen wie in der Pharmazie und in der Kosmetik einen hohen Stellenwert, da einige Polymere erst nach einer Fraktionierung ihre volle Wirkung entfalten können. Die WEE-Solve GmbH bietet innovative Methoden und wissenschaftliche Erfahrung für die Polymerfraktionierung und Rheologie.

Wie man 35 Jahre Forschungsarbeit in einem Unternehmen bündeln kann, zeigt die WEE-Solve GmbH aus Mainz. Das im Jahr 2007 gegründete Unternehmen ging aus dem Arbeitskreis von Prof. Bernhard A. Wolf von der Johannes Gutenberg-Universität Mainz hervor. Die drei Gründer, Prof. Wolf, Dr. John Eckelt und Dr. Andreas Eich, die auch die Namensgeber des Unternehmens sind, vereinigten damit ihr Know-how im Bereich der Fraktionierung und Reinigung von Polymeren sowie der Rheologie.

Polymere, wie Kunststoffe und Polysaccharide, bestehen je nach Syntheseweg aus einem Gemisch unterschiedlicher Kettenlängen. „Diese breite Verteilung der Kettenlängen macht viele Anwendungen schwierig oder sogar unmöglich“, erklärt Dr. John Eckelt, der Geschäftsführer des Unternehmens. Mit dem patentierten Fraktionierungsverfahren, das Eckelt während seiner Dissertation entwickelte, kann man die Molekulargewichtsverteilung des Gemisches verändern und so bestimmte Kunststoffe für einige Anwendungen erst nutzbar machen.

Fraktionierung für die Medizin

Zweiphasige Lösung während der CSF © WEE-Solve GmbH

Während der sogenannten „Continuous Spin Fractionation“ (CSF) wird zur Trennung der Polymere eine Flüssig-Flüssig-Phasenseparation angewendet. Das Polymer befindet sich dabei in einer flüssigen Phase, zu der ein Fällungsmittel hinzugegeben wird. „Durch das Mittel wird die Löslichkeit des Polymers schrittweise herabgesetzt, bis das System nicht mehr in der Lage ist das Polymer homogen zu lösen. Es bilden sich daher zwei flüssige Phasen, die beide alle drei Komponenten enthalten: das Lösungsmittel, das Polymer und das Fällungsmittel,“ erklärt der Chemiker. Die entstandenen Phasen sind unterschiedlich zusammengesetzt, kurz- und langkettige Polymere sind also auf verschiedene Phasen verteilt. Um einen hohen Durchsatz zu erreichen, werden in der CSF die sonst in der Textilindustrie verwendeten Spinndüsen eingesetzt. Das Verfahren kann für jedes Problem neu angepasst werden. „Unser Know-how liegt eben in der Schnelligkeit dieser Anpassung sowie im kontinuierlichen Betrieb des Verfahrens“, berichtet Eckelt.

Die Feed-Lösung (FD) wird durch die Spinndüse in das Extraktionsagens gepresst. Die Stränge der viskosen Polymerlösung zerfallen in kleine Tropfen. Die besser löslichen Makromoleküle können aufgrund der kurzen Transportwege leicht extrahiert werden. Die von den niedermolekularen Bestandteilen befreiten Tropfen enthalten die Gel-Fraktion (GL), während die kontinuierliche Phase das Sol beinhaltet. Die Einschübe zeigen die zugehörigen Molekulargewichtsverteilungen. © WEE-Solve GmbH
Feed-Lösung (FD) und Extraktionsagens (EA) werden in das Mischgefäß gepumpt. Dabei wird die Feed-Lösung durch die Spinndüse gepresst. Die zweiphasige Mischung wird in eine Trennsäule überführt, in die eine Phase sedimentiert und die andere die Säule am oberen Ende verlässt. Die Molekulargewichtsverteilungen des Ausgangsmaterials und der beiden erhaltenen Fraktionen sind in den Einschüben dargestellt. © WEE-Solve GmbH

Ein gutes Beispiel für den Einsatz der CSF ist die Hydroxyethylstärke (HES). Das Polymer wird aus Maisstärke gewonnen und in der Medizin zur Erhaltung des kolloidosmotischen Drucks eingesetzt. „Hier fällt auf, dass kurze Ketten des Polymers über die Niere wieder ausgeschieden werden, während lange Ketten sich in der Haut des Patienten einlagern“, so Eckelt. Mit der CSF können sowohl die kurzen wie die langen Ketten entfernt werden, so dass die HES ihre optimale Wirkung entfaltet.
Eine weitere medizinische Anwendung findet die CSF bei der Hyaluronsäure. Das biotechnologisch gewonnene Biopolymer wird während einer Augenoperation in das Auge injiziert, um so den Druck des Auges aufrecht zu erhalten. Die kurzen Ketten der Hyaluronsäure stehen in Verdacht, nach der Operation eine Entzündung im Auge hervorzurufen. In einer Kooperation der Uniklinik Mainz mit der WEE-Solve GmbH konnten die kurzen Ketten mittels CSF abgetrennt werden.

Alles was fließt

Rheologische Messung © WEE-Solve GmbH

Das zweite Spezialgebiet der WEE-Solve GmbH ist die Rheologie. Das Fließverhalten von Materie ist in der Kunststoff- und Lebensmittelindustrie sowie im Bereich Farben und Lacke von Interesse. „Wir untersuchen alles was fließt“, sagt der Geschäftsführer. Das Unternehmen führt dabei sowohl Standardmessungen als auch rheologische Untersuchungen im Bereich Forschung und Entwicklung durch. „Wir entwickeln Methoden zur Qualitätskontrolle und führen Materialcharakterisierung durch“, erklärt Eckelt. Als Spezialisten auf dem Gebiet der Physikalischen Chemie und Thermodynamik bietet die WEE-Solve GmbH auch Viskositätsmessungen bei Drücken von bis zu 2.000 bar an.

Die Druckrheologie findet zum Beispiel in der Automobilindustrie Anwendung, da bei der Direkteinspritzung von Kraftstoffen in den Brennraum extrem hohe Drücke herrschen. „Hier ist es wichtig zu wissen, wie sich zum Beispiel Biodiesel unter so hohen Drücken verhält“, erklärt Eckelt. Mit ihrem weiteren Programm, wie der Erstellung von Phasendiagrammen sowie Dichtebestimmungen, bietet die WEE-Solve GmbH ein umfangreiches Angebot an maßgeschneiderten Problemlösungen für Kunden aus der Polymerchemie, Pharmazie sowie Lebensmittel- und Kosmetikindustrie.

Seiten-Adresse: https://www.gesundheitsindustrie-bw.de/fachbeitrag/aktuell/wee-solve-gmbh-stoerenfriede-entfernen