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Einführung in die Reaktionstechnik

Industrielle Problemstellungen bei Polymerisationsreaktionen - Reaktionstechnik

Mit fortschreitendem Umsatz des Monomers wird die Reaktionsmasse infolge der zunehmenden Polymermenge viskoser. Die Viskosität kann dabei um mehrere Größenordnungen steigen. Zudem sind Polymerisationsreaktionen stark exotherm, da dabei π-Bindungen der Monomere in σ-Bindungen der Polymere überführt werden. Die dadurch frei werdende Wärme muss abgeführt werden, um Temperaturerhöhung und damit eine Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit und schließlich ein "Durchgehen" des Reaktors zu verhindern.

Hohe Viskositäten, hohe Molmassen, die den Polymerisationsprozess begleitende Volumenkontraktion können zu Strömungsinhomogenitäten und damit zu starken Abweichungen von idealen Reaktormodellen (Totzonen, Kanalbildung, Kurzschluss zwischen Ein- und Austritt etc.) führen. Die hohen Molmassen der Produkte erfordern außerdem besondere Reinigungsverfahren. Nebenreaktionen sollten möglichst vermieden werden.

Zu den Problemen durch Verunreinigungen, der Viskositätserhöhung und Temperaturkontrolle kommen dann noch die der Wirtschaftlichkeit, Raum-Zeit-Ausbeute, Kosten, Preise und die Abfallproblematik hinzu.

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