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Suspensionspolymerisation

Suspensionspolymerisation

Ein häufig eingesetztes Verfahren in der radikalischen Polymerisation ist die Suspensionspolymerisation. Das Trägermedium ist in der Regel Wasser. Das in Wasser wenig oder gar nicht lösliche Monomer wird durch Rühren dispergiert. Es entstehen somit kleine Reaktionsräume. Die Monomertröpfchengröße liegt zwischen 0,01 und 3 mm Durchmesser. Der Initiator ist im Monomer löslich, d.h. die Polymerisation findet im Monomertropfen statt. Die Monomertröpfchen werden durch ein Schutzkolloid oder anorganische Suspendierhilfsmittel stabilisiert. Da die Reaktion im Monomertropfen wie bei der Substanzpolymerisation stattfindet, unterscheiden sich diese nicht in der Kinetik. Es handelt sich bei der Suspensionspolymerisation um eine wassergekühlte Substanzpolymerisation in Minireaktoren.

Die Suspensionspolymerisation besitzt einige Vorteile gegenüber der Substanzpolymerisation. So ist die Wärmeabfuhr einfacher, die Reaktionsmischung ist bis zum vollständigen Ablauf der Reaktion relativ niederviskos und außerdem ist Wasser ein preiswertes Reaktionsmedium. Allerdings werden große Reaktoren benötigt und die Reste der Schutzkolloide (wasserlösliche Polymere) und Suspendierhilfen (schwer lösliche anorganische Substanzen, auch Pickering-Emulgatoren genannt) sind schwer entfernbar. Zusätzlich bereitet die Abwasserreinigung Probleme.

Am Beginn der Reaktion handelt es sich um eine Emulsion, die aber im Verlauf der Reaktion mehr und mehr in eine Suspension übergeht. Daher ist der Name Suspensionspolymerisation eigentlich nicht korrekt. Die Namensgebung hat historische Gründe. Da sich aber der kinetische Ablauf der Emulsionspolymerisation stark von der Suspensionspolymerisation unterscheidet, ist eine unterschiedliche Namensgebung notwendig. Bei der Suspensionspolymerisation findet die Polymerisation in den Monomertropfen statt und entspricht daher in ihrer Kinetik einer Masse- oder Substanzpolymerisation.

Man unterscheidet zwei Formen der Suspensionspolymerisation. Bei der Suspensionsperlpolymerisation bleibt das Polymer während der Reaktion im Monomer löslich. Im Falle der Suspensionspulverpolymerisation löst sich das Polymer nicht im Monomer und fällt deshalb im Laufe der Reaktion aus.

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