Kontinuierliche Emulsionscopolymerisation von Vinylacetat in einem gerührten Rohrreaktor

Klassischerweise werden Emulsionspolymerisate, so auch Vinylacetatcopolymerdispersionen, in Rührkesselreaktoren in halbkontinuierlicher Betriebsweise hergestellt. Da es sich bei diesen um Produkte mit hoher jährlicher Produktionsleistung handelt, steht die Optimierung bestehender und Entwicklung neuer Verfahren im Fokus der Forschung. Daher ist Gegenstand der vorliegenden Forschungsarbeit die Entwicklung eines kontinuierlichen Verfahrens zur Emulsionscopolymerisation anhand eines Modell-Stoffsystems bestehend aus Vinylacetat, VeoVa™ 10, Polyvinylalkohol als Schutzkolloid und einem Redoxinitiatorsystem, bestehend aus tert-Butylhydroperoxid, Ascorbinsäure und Ammoniumeisen(III)sulfat. Es wird ein gerührter Rohrreaktor, bei dem das günstige Oberfläche/Volumen-Verhältnis des Rohrreaktors mit dem etablierten Rührkesselreaktor kombiniert wird, untersucht. Dieser Reaktortyp ist hinsichtlich seines Verweilzeitverhaltens je nach Schlankheitsgrad und Prozessparametern, eher einem idealen kontinuierlichen Rührkessel oder eher einem idealen Rohrreaktor ähnlich. Weiterhin wird der Einfluss der Blattgeometrie und der Rührerdrehzahl auf Umsatz, Partikelgröße und Molmasse diskutiert. Der untersuchte gerührte Rohrreaktor ist für die kontinuierliche Emulsionscopolymerisation im hier verwendeten Maßstab geeignet. Es können Dispersionen mit über 50 % Festkörpergehalt bei einer massenmittleren Partikelgröße von über 1 µm hergestellt werden. Abschließend werden, ausgehend von den experimentellen Studien, Überlegungen zur Maßstabsübertragung des gerührten Rohrreaktors angestellt.