Reaktionskalorimetrische Untersuchung der Polymerisation eines Zuckerderivates in Miniemulsionen

Das Umweltbewusstsein, die neuen EU‐Richtlinien zum Ersatz lösungsmittelhaltiger Produkte durch wässrige Produkte und die besonderen Eigenschaften haben zu einem stetigen Marktwachstum der wässrigen Polymerdispersionen geführt. Deren Herstellung erfolgt heute meist durch gängige industrielle Verfahren, wie die konventionelle Emulsionspolymerisation. Verfahrenstechnisch gesehen liegt der Vorteil der Emulsionspolymerisation in der einfachen Wärmeabfuhr durch die kontinuierliche niedrigviskose Phase und in der Möglichkeit die Polymerisation auch bei semikontinuierlichen Verfahren mit maximaler Reaktionsgeschwindigkeit durchzuführen. Bei diesem Prozess wird das Monomer mit Hilfe von Tensiden oberhalb der kritischen Mizellenkonzentration (CMC) im Wasser dispergiert und die Polymerisation über gebildete Radikale gestartet. Die Entstehung von Polymerketten kann grundsätzlich durch heterogene Nukleierung, homogene Nukleierung oder durch Tröpfchennukleierung erfolgen. Gegenüber den Monomertröpfchen bieten die mit Monomer gequollenen Mizellen eine größere Gesamtoberfläche und somit eine viel höhere Eintrittswahrscheinlichkeit der gebildeten Radikale. Folglich spielen bei der Partikelbildung die heterogene und die homogene Nukleierung die Hauptrolle. Nach der Nukleierung diffundiert weiteres Monomer von den Monomertröpfchen heran, welche als Monomerreservoir dienen. Der Massentransport des Monomers durch die kontinuierliche Phase zeigt sich in einigen Fällen als limitierender Prozess der Emulsionspolymerisation. Das ist insbesondere der Fall bei der Polymerisation sehr hydrophober Monomere, wie der langkettigen Alkylacrylaten und Alkylmethacrylaten. Miniemulsionspolymerisation ist ein relativ neues Herstellungsverfahren, das eine Alternative zu der konventionellen Emulsionspolymerisation darstellt und die Herstellung von Polymerdispersionen mit neuartigen Eigenschaften ermöglicht. In einer Miniemulsion wird der Nachteil des Massentransports der hydrophoben Monomere durch die wässrige Phase durch die Erzeugung stabiler Nanotröpfchen umgegangen. […]