Polymerisationstechnik
Synthese von konzentrierten nanoskaligen Emulsionen
Durch die Polymerisation in heterogener Phase können Latex-Partikel im nanoskaligen Bereich hergestellt werden. Die heterogene Polymerisation, insbesondere im wässrigen Medium, bietet gegenüber der homogenen Polymerisation Vorteile. Es liegen keine flüchtigen organischen Lösemittel (VOC) vor, eine Kontrolle der Wärmeabfuhr ist besser möglich und es werden Polymere mit einem hohen Molekulargewicht bei hohen Umsätzen und einer schnellen Polymerisationsrate erhalten. Die Motivation nanoskalige Partikel und Materialien herzustellen besteht darin, dass diese Stoffe verbesserte oder vollständig andere Eigenschaften als die Bulk-Materialien haben. Durch die Reduzierung der Partikelgröße wird die Anzahl der Moleküle an der Oberfläche erhöht, sodass Eigenschaften, die durch die molekulare Struktur des Feststoffs bestimmt wurden, jetzt verstärkt durch die Struktur der Oberfläche bestimmt werden. Die Eigenschaften der Materialien, wie z.B. elektrische, optische, chemische, mechanische oder magnetische, können selektiv durch die Variation der Partikelgröße, -oberfäche oder –zusammensetzung kontrolliert werden.
Untersuchungen zur Mikropolymerisation
Die Mikropolymerisation vereint drei Verfahrenschritte: Formgebung, Reaktion und Trocknung. Die Substanz wird im kontinuierlichen Fallturmreaktor vertropft und zur Reaktion gebracht. Das Prinzip ist auf viele verschiedene Polyreaktionen anwendbar, wie beispielsweise radikalische Polymerisation, Polykondensation und Polyaddition. Im Rahmen der Promotion sollen verschiedene Systeme auf Ihre Tauglichkeit im Hinblick auf die Mikropolymerisation untersucht werden.
Homo- und Copolymerisation von klassischen Emulsionen in Rohrreaktoren
In der chemischen Industrie werden für große Produktmengen vorzugsweise kontinuierliche Verfahren verwendet. Sie sind den diskontinuierlichen Verfahren meist im Hinblick auf Raum-Zeit-Ausbeute, gleichbleibender Produktqualität und Gefährdungspotential überlegen. Dennoch werden Emulsionspolymerisationen überwiegend im Semi-Batch-Verfahren durchgeführt, da unter anderem die Belagsbildungen im Rührkessel eine regelmäßige Reinigung erfordert, Rohrreaktoren durch Fouling verstopfen oder sich die Phasen im ungerührten Rohr entmischen.
Synthese von Co- und Terpolymeren und Maßstabsübertragung von organischen Synthesestrategien
Das Ziel ist die Entwicklung von Synthesestrategien zum Aufbau funktionalisierter Polymeren. Auf Basis von neuartigen Monomeren werden Co- und Terpolymere hergestellt. Die erarbeiteten Synthesestrategien werden anschließend in den 3 L- bzw. 6 L-Maßstab übertragen. Es gilt zu überprüfen, ob die erarbeiteten Synthesestrategien im Labormaßstab für den großtechnischen Herstellungsprozess geeignet sind.