Polymersynthese und -charakterisierung

In der Polymerisationstechnik gilt „Polymers are Products by Process”. Das bedeutet, dass Polymereigenschaften nicht nur von der Chemie der Monomerbausteine abhängen, sondern zu einem signifikanten Teil durch die Prozessführung vorgegeben werden. Molekulargewicht, Dispersität, Verzweigungsdichten oder Copolymerzusammensetzungen werden direkt durch den Polymerisationsprozesss gesteuert. Folglich bietet das Verständnis von Prozess-Struktur-Eigenschafts-Beziehungen die Möglichkeit Polymerisationsprozesse und -produkte nachhaltig zu optimieren.

Lösungspolymerisation

Verknüpfung von Prozessbedingungen mit Produkteigenschaften; Macromolecular Rapid Communications 12-2022; Photo-Credit to Wiley-VCH GmbH. [1]

Lösungspolymerisationen sind in der industriellen Chemie ein weit verbreitetes Verfahren zur Herstellung zahlreicher relevanter Polymermaterialien, wie z.B. Klebstoffen oder Lacken. Typische industrielle Beispiele sind Polyacrylate, und -methacrylate, Polyacrylsäure, Polyvinylacetat und mehr. Sie erfolgen bei sehr unterschiedlichen Bedingungen, wie Temperaturen, Lösemitteln, Initiatoren und mehr, sodass eine breite Produktpalette möglich wird. Vorteilhaft ist, dass alle beteiligten Stoffe während der gesamten Reaktionszeit in einer Phase vorliegen.

[1]https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/marc.202270032

Emulsionspolymerisation

Unter Polymer-Dispersionen versteht man Polymerpartikel, die fein in einer kontinuierlichen Phase – typischerweise Wasser – verteilt sind. Diese Produkte weisen einen sehr großen Anwendungsbereich auf und finden sich beispielsweise als Latexfarbe oder Klebstoff, bei der Papierbeschichtung oder Verkapselung anorganischer Partikel sowie für biomedizinische oder pharmazeutische Zwecke wieder. Häufig werden sie mittels Emulsionspolymerisation in Batch oder Semi-Batch-Betrieb hergestellt. Dazu wird üblicherweise Wasser, Emulgator und Monomer vorgelegt, emulgiert und Initiatorlösung und ggf. weiteres Monomer zudosiert.