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Emulsionspolymerisation

Ablauf der Reaktionsgeschwindigkeit

Anhand des zeitlichen Verlaufs der Reaktionsgeschwindigkeit und der Oberflächenspannung kann man folgende drei Phasen verfolgen.

  • Phase I: Am Beginn der Reaktion erhöht jedes gebildete Radikal die Bruttoreaktionsgeschwindigkeit vBr , da noch genügend unverbrauchte Micellen vorhanden sind und so in einer Micelle die Reaktion starten kann. Es werden also laufend neue Polymerteilchen gebildet.
  • Phase II: Wenn die Hälfte der Mizellen mit Radikalen besetzt ist und so zum Polymerisationsminireaktor geworden ist, liegt die Wahrscheinlichkeit für die nun gebildeten Radikale bei 50 %, eine inaktive Micelle zu treffen. Trifft ein Radikal eine aktive Micelle, so stoppt die Reaktion, bis wieder ein Radikal eintrifft. Die Oberflächenspannung des Systems steigt zunächst steil und dann wesentlich flacher an. Monomer diffundiert aus den Monomertröpfchen über die Wasserphase in die Latexteilchen. Die Reaktionsgeschwindigkeit ist in diesem Stadium konstant.
  • Phase III: Wenn der Monomervorrat aus den Monomertröpfchen verbraucht ist, dann fällt die Reaktiongeschwindigkeit bis auf null ab. Die Oberflächenspannung bleibt konstant hoch.

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Abb.1
Zeitlicher Verlauf der Reaktionsgeschwindigkeit, der Teilchenzahl und der Oberflächenspannung bei einer Polymerisationsreaktion (durch Überrollen der einzelnen Symbole erhält man die Erklärungen)
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