Ein Modell zur haftkraftbasierten Bewertung der Staubungsneigung von Pulvern und binären Pulvermischungen

Die Freisetzung von Staub bei der manuellen oder maschinellen Handhabung von Pulvern und Schüttgütern kann in der industriellen Praxis zu erheblichen Risiken für die menschliche Gesundheit und die Umwelt führen. Die Staubungsneigung ist daher eine wichtige Eigenschaft, die zunehmend für die Produkt- und Arbeitssicherheit sowie für den Umweltschutz an Bedeutung gewinnt. Sie kann mit unterschiedlichen normativen Prüfverfahren quantifiziert werden, ist dabei jedoch stets von der gewählten Beanspruchungsmethode abhängig. Eine allgemein gültige Vorhersage des Staubungsverhaltens von Pulvern aus Testdaten ist daher nicht möglich. Im Rahmen dieser Arbeit wird ein Modell zur Bewertung der Staubungsneigung von Pulvern und binären Pulvermischungen anhand ihrer stofflichen und dispersen Eigenschaften vorgestellt, angewendet und diskutiert sowie mithilfe modellhafter Berechnungen die Staubungsneigung unterschiedlicher Pulver ermittelt. Für binäre Mischungen zweier stofflich unterschiedlicher Komponenten folgt in einem nächsten Schritt die Prognose der Zusammensetzung des jeweils entstehenden Staubes. Für die Modellberechnungen und vergleichende experimentelle Untersuchungen werden Pulver herangezogen, deren Eigenschaften einen weitreichenden Umfang an staubfähigen Anteilen sowie Haftkraftsituationen zwischen stofflich und dispers ungleichartigen Partikelfraktionen ermöglichen. Damit wird das Modell für einen Partikelgrößenbereich von wenigen Mikrometern bis hin zu wenigen hundert Mikrometern erprobt und das reale Staubungsverhalten der Pulver und Pulvermischungen in der Praxis dargestellt.