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Überwachung von Emulsionspolymerisationen

Prozessoptimierung durch Bestimmung des Reaktionsendes und Steuerung der Reaktionskinetik

Die Emulsionspolymerisation ist ein wichtiges Verfahren für die Herstellung einer breiten Palette von polymeren Werkstoffen, darunter Farben, Klebstoffe und synthetische Kautschuke. Die Reaktion wird in einer wässrigen Umgebung durchgeführt, in der die Monomere mit einem geeigneten Tensid oder Emulgator in einer Phase gehalten werden. Die Polymerisation verläuft als klassische Doppelbindungs-Additionsreaktion, die über einen radikalischen Mechanismus ausgelöst wird.

Reaktion der Emulsionspolymerisation von Styrol-Butylacrylat ©Endress+Hauser

Die chemische Reaktion einer Emulsionspolymerisation von Styrol-Butylacrylat.

Die Resultate

  • Bestimmung spezifischer Doppelbindungen

  • Keine Wechselwirkung mit der wässrigen Phase

  • Möglichkeit, die Reaktion von außen - durch die Reaktorwand - zu überwachen

Die Herausforderung

Wenn mehrere Monomere eingesetzt werden, ist es wichtig, die Verbrauchsrate der einzelne Monomere oder die relativen Verbrauchsrate der Copolymere verfolgen zu können. Dies ist wichtig, um sicherzustellen, dass die gewünschte Bildungsrate des Produkts erzielt wird. Sind mehrere Monomere vorhanden, muss zudem gewährleistet werden, dass die relativen Reaktionsgeschwindigkeiten mit der Entstehung des gewünschten Produkts zusammenpassen. Ein weiteres Thema ist der Nachweis von Restmonomer über nicht reagierte Doppelbindungen.

Unsere Lösung

Die Raman-Spektroskopie eignet sich ideal zur Überwachung dieser Reaktionen, da sie für die Messung spezifischer Doppelbindungen sensitiv ist und nicht durch die wässrige Phase beeinträchtigt wird. Darüber hinaus kann bei Untersuchungen mit Reaktoren aus Glas, die Reaktion von außen, d. h. durch die Reaktorwand hindurch, beobachtet werden.