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Photo-initiated cross-linking of multifunctional acrylic esters in polymeric binders was investigated based on digital imaging using the Computer-to-Plate (CtP) technology applying laser exposure in the near-infrared (NIR). Generation of initiating radicals occurs by electron transfer from the excited state of the NIR-sensitizer to the radical generator, an onium salt. Iodonium salts derived from several borates and those with the bis(trifluoromethylsulfonyl)imide anion resulted in lithographic materials with high sensitivity. Photo-induced electron transfer plays a major function to generate initiating radicals by a sensitized mechanism but thermal events also influence sensitivity of the coating. Internal conversion was the major deactivation pathway while a certain fraction of NIR-dye fluorescence was also available. A line shape focused laser system with emission in the NIR was successfully used to bake the materials.
A new method has been developed for the measurement of sulfur in gas oils using a high pressure asher (HPA) for sample digestion. This, combined with a calibrated enriched isotopic reference material, and high precision mass spectrometry, makes it a powerful tool for an accurate and precise determination of the sulfur content in fossil fuels. The method described here was one of the methods used in the certification of the candidate reference materials BCR-104R, BCR-671 and BCR-672. Approximately 0.2 g of the gas oil samples were spiked with the spike isotopic reference material IRMM-646, which is enriched in 34S, and combusted in an HPA using nitric acid. The isotopes of sulfur were measured as arsenic monosulfides (AsS+) using a thermal ionization mass spectrometer equipped with a Faraday detector. The total uncertainty of the sulfur content (k = 2) is about 1%. The certified reference materials NIST SRM-2724b and NIST SRM-1619b and BCR-105 were used as part of the method validation work. The mass content of sulfur in BCR-104R was measured to be 1014 µg g-1, BCR-671 has 450 µg g-1 sulfur and BCR-672 shows a sulfur mass content of 201 µg g-1. The sulfur content of the candidate reference materials is homogeneous for the sample size used.
In this study the microscopic homogeneity of the newly developed plastic reference materials BAM H001-BAM H010 was investigated. The materials consist of an acrylonitryle-butadien-styrene terpolymer, doped with different amounts of the elements Br, Cd, Cr, Hg and Pb. For the quantitative determination of the degree of homogeneity, a procedure proposed by Kempenaers et al. (Fresenius J. Anal. Chem., 2001, 369, 733-737) was used. On every sample an extensive number of different points were analyzed and standard deviation for every element mentioned above was used to calculate a minimal sampling mass that is necessary to reach a certain level of uncertainty caused by inhomogeneity (mmin,5%). The experiments were taken out with synchrotron µ-XRF (SR µ-XRF) at BESSYII in Berlin and by laser ablation inductively coupled plasma mass spectroscopy (LA-ICP-MS). The calculated values for mmin,5% of both techniques showed comparable results for all elements. It could be shown that the materials are suitable for calibration of micro analytic techniques if at least 64 µg are used.
In this study, experimental determination and modelling investigations for the explosion regions of 1,3-dioxolane/inert gas/N2O and 1,3-dioxolane/inert gas/air mixtures were carried out and compared. The experimental measurements were carried out at 338 K and atmospheric pressure according to EN1839 method T using the inert gases N2, CO2, He and Ar. The results showed that the ratio of the lower explosion limit in N2O (LELN2O) to the lower explosion limit in air (LELair) is 0.52 and the ratio of the maximum oxygen content in air (MOCair) to the limiting oxidizer fraction in nitrous oxide (LOFN2O) is 0.36 ± 0.02 independent of the inert gas. When comparing the inert gas amount at the apex based on the pure oxidizing component, which is O2 in case of air, N2O-containing mixtures need less inert gas to reach the limiting oxidizer quantity whereas the efficiency of inert gases is in the same order. The coefficients of nitrogen equivalency however were found to differ to some extent. The explosion regions of 1,3-dioxolane/inert gas/oxidizer mixtures were modelled using the calculated adiabatic flame temperature profile (CAFTP) method as well as corrected adiabatic flame temperatures. The results indicate good agreement with experimental data for CO2, N2 and Ar- containing mixtures. The noticeable deviations that occur when He is the inert gas are due to the lacking transport data of that mixture.
Es wurde ein Online-Analysenverfahren zur Bestimmung von Elementgehalten in Klär-schlammaschen und deren Produkten aus einem thermochemischen Verfahren entwickelt. Durch das thermochemische Verfahren können Wertstoffe aus den Aschen wieder für die Kreislaufwirtschaft nutzbar gemacht und Schadstoffe sicher entfernt werden. Das Analysensystem ist eine Methodenkombination von Online-Laser induzierter Plasma Spektroskopie (LIBS) und Online-Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA). Robustheit und modulare Bauweise des Verfahrens sind wichtige Anforderungen um auch für andere Anwendungen nutzbar zu sein.
To assess the suitability of asymmetric cyanine dyes for in vivo fluoro-optical molecular imaging, a comprehensive study on the influence of the number of negatively charged sulfonate groups governing the hydrophilicity of the DY-67x family of asymmetric cyanines was performed. Special attention was devoted to the plasma protein binding capacity and related pharmacokinetic properties. Four members of the DY-67x cyanine family composed of the same main chromophore, but substituted with a sequentially increasing number of sulfonate groups (n = 1−4; DY-675, DY-676, DY-677, DY-678, respectively), were incubated with plasma proteins dissolved in phosphate-buffered saline. Protein binding was assessed by absorption spectroscopy, gel electrophoresis, ultrafiltration, and dialysis. Distribution of dye in organs was studied by intraveneous injection of 62 nmol dye/kg body weight into mice (n = 12; up to 180 minutes postinjection) using whole-body near-infrared fluorescence imaging. Spectroscopic studies, gel electrophoresis, and dialysis demonstrated reduced protein binding with increasing number of sulfonate groups. The bovine serum albumin binding constant of the most hydrophobic dye, DY-675, is 18 times higher than that of the most hydrophilic fluorophore, DY-678. In vivo biodistribution analysis underlined a considerable influence of dye hydrophilicity on biodistribution and excretion pathways, with the more hydrophobic dyes, DY-675 and DY-676, accumulating in the liver, followed by strong fluorescence signals in bile and gut owing to accumulation in feces and comparatively hydrophilic DY-678-COOH accumulating in the bladder. Our results demonstrate the possibility of selectively controlling dye-protein interactions and, thus, biodistribution and excretion pathways via proper choice of the fluorophore's substitution pattern. This underlines the importance of structure-property relationships for fluorescent labels. Moreover, our data could provide the basis for the rationalization of future contrast agent developments.
Explosion regions of propane, isopropanol, acetone, and methyl acetate/inert gas/air mixtures
(2016)
The explosion regions for propane, isopropanol, acetone, and methyl acetate with air in the presence of nitrogen, argon, helium, and carbon dioxide were determined experimentally according to EN 14756/EN1839, method T. Except for propane, all the measurements were executed at 323 K and 1 bar. Propane experiments were carried out at 293 K and 1 bar. The results show that for the same type of inert gas, propane, isopropanol, and acetone have great closeness concerning the concentration of the inert gas at the apex of the explosion envelope in a ternary diagram with air as oxidizer. This leads to consistency in the limiting oxygen concentration (LOC) and minimum required amount of inert gas (MAI) values. Concerning methyl acetate, the apex was always reached at higher percentages of inert gases compared with the other fuels. This can be attributed to the presence of two oxygen atoms inside the chemical structure. Calculation of the explosion regions was carried out based on calculated adiabatic flame temperature (CAFT) method. The flame temperatures for the experimentally determined fuel/air/N2 mixtures were calculated. Then, these temperatures were used to predict the explosion limits of similar mixtures with other inert gases than nitrogen. The modeling results show reasonable agreement with the experimental results.
The explosion regions of 1-propanol, 2-propanol, acetone and 1-butanol in air were measured in the presence of CO2, He, N2 and Ar in accordance with EN1839 method T at high temperatures and at atmospheric pressure. The experimental results show that 1-propanol, 2-propanol and acetone have very similar lower explosion limits (LELs). 1-Butanol shows a slightly wider explosion area near the LEL line. In addition, the explosion regions of all combustible/inert gas/air mixtures were calculated with the method of constant adiabatic flame temperature profiles (CAFTP), using the flame temperature profile along the explosion region boundary curve of each combustible/N2/air mixture as a reference to determine the explosion regions of combustible/inert gas/air mixtures with inert gases other than N2 at different initial temperatures. To calculate the explosion regions for systems containing He, the calculation method was modified to include the very different physical transport properties of He. Moreover, the procedure for calculating the apexes in the ternary explosion diagrams was modified. The calculation results show good agreement with the experimental results.
Die Explosionsbereiche für Dreistoffsysteme aus Brennstoff Inertgas und Luft wurden nach dem Modell der konstanten adiabatischen Flammentemperaturprofile berechnet. Für die Parametrisierung des halbempirischen Modells muss der Explosionsbereich für ein bestimmtes Dreistoffsystem aus Brennstoff, Inertgas und Luft bekannt sein. Dann lassen sich Explosionsbereiche desselben Brennstoffs mit einem beliebigen Inertgas und bei einer beliebigen Temperatur berechnen. Ergänzend zu früheren Arbeiten, in denen die Explosionsbereiche für Brenngase aus der homologen Reihe der Alkane und Alkene berechnet worden sind, wurden nun die Berechnungen für 1-Propanol, Aceton und Difluormethan durchgeführt. Als Inertgase wurden neben Stickstoff und Kohlendioxid auch die Edelgase Argon und Helium berücksichtigt.
Für die Berechnung der Explosionsbereiche in Systemen mit Helium, ist das Modell erweitert worden, so dass auch die Transporteigenschaften (d.h. Wärmeleitfähigkeit, Diffusionskoeffizient) der Komponenten berücksichtigt werden. Weiterhin ist eine Möglichkeit zur praxisnahen Berechnung der Spitze des Explosionsbereichs implementiert worden. Die Ergebnisse zeigen insgesamt, dass die Berechnung der Explosionsbereiche für Alkohole, Ketone und halogenierte Kohlenwasserstoffe mit ähnlicher Genauigkeit wie für Alkane und Alkene möglich ist. Die vorgenommenen Modifikationen sind geeignet, um auch eine Berechnung für Gasgemische mit Helium durchzuführen, dessen starke inertisierende Wirkung im Vergleich zu den Inertgasen
Argon oder Stickstoff vor allem auf den stark unterschiedlichen Transporteigenschaften beruht.
Die Explosionsbereiche für Dreistoffsysteme aus Brennstoff, Inertgas und Luft wurden nach dem Modell der konstanten adiabatischen Flammentemperaturprofile berechnet. Für die Parametrisierung des halbempirischen Modells muss der Explosionsbereich für ein bestimmtes Dreistoffsystem aus Brennstoff, Inertgas und Luft bekannt sein. Dann lassen sich Explosionsbereiche desselben Brennstoffs mit einem beliebigen Inertgas und bei einer beliebigen Temperatur berechnen. Ergänzend zu früheren Arbeiten, in denen die Explosionsbereiche für Brenngase aus der homologen Reihe der Alkane und Alkene berechnet worden sind, wurden nun die Berechnungen für 1-Propanol, Aceton und Difluormethan durchgeführt. Als Inertgase wurden neben Stickstoff und Kohlendioxid auch die Edelgase Argon und Helium berücksichtigt. Für die Berechnung der Explosionsbereiche in Systemen mit Helium, ist das Modell erweitert worden, so dass auch die Transporteigenschaften (d.h. Wärmeleitfähigkeit, Diffusionskoeffizient) der Komponenten berücksichtigt werden. Weiterhin ist eine Möglichkeit zur praxisnahen Berechnung der Spitze des Explosionsbereichs implementiert worden. Die Ergebnisse zeigen insgesamt, dass die Berechnung der Explosionsbereiche für Alkohole, Ketone und halogenierte Kohlenwasserstoffe mit ähnlicher Genauigkeit wie für Alkane und Alkene möglich ist. Die vorgenommenen Modifikationen sind geeignet, um auch eine Berechnung für Gasgemische mit Helium durchzuführen, dessen starke inertisierende Wirkung im Vergleich zu den Inertgasen Argon oder Stickstoff vor allem auf den stark unterschiedlichen Transporteigenschaften beruht. Für die Analyse der physikalischen Vorgänge, die zur Zündung führen, ist eine spezielle Kontaktvorrichtung entwickelt worden. Damit können die Entladungen > 200 µm Länge und mit einer Dauer von > 500 µs an einer bestimmbaren Position erzeugt und untersucht werden.
Für die Entladungen an der Zündgrenze bei niedrigen Spannungs- und Stromwerten (max. 30 V, 30 bis 100 mA Konstantstrombegrenzung) sind die Bedingung für die Erzeugung ermittelt worden. Das sind die Rauheit auf der Kontaktoberfläche, die langsame Kontaktöffnungsbewegung und eine geeignet regelnde Spannungsquelle mit Konstantstrombegrenzung. Damit sind für diese Entladungen an der Zündgrenze die Strom-Spannungs-Kennlinie, das Spektrum mit dominierenden Linien von Cadmium-Metalldampf sowie die Temperaturverläufe ermittelt worden.