Die gestiegenen ökonomischen und ökologischen Ansprüche an neue Produkte haben zu einem grundlegenden Umdenken in der Lackindustrie geführt. Die Entwicklung geht weg von Lacken und Farben mit einem hohen Anteil an organischen Lösemitteln hin zu lösungsmittelarmen Lacksystemen wie z.B. Pulverlacken, bei denen vollständig auf teure und umweltschädliche organische Lösemittel verzichtet wird.
Im Rahmen der hier vorgestellten Arbeit wurde ein kontinuierliches Verfahren zur Darstellung eines Pulverlack-Bindemittels entwickelt, das die gleichen ökonomischen und ökologischen Anforderungen erfüllt, die auch an das fertige Produkt gestellt werden. Bei dem Bindemittel handelt es sich um ein Terpolymer aus GMA, MMA und Styrol.
Die Polymerisation wird bei Temperaturen oberhalb von 100°C durchgeführt. Dies bietet mehrere Vorteile: Durch die höhere Reaktionsgeschwindigkeit verbessert sich die Raum-Zeit-Ausbeute, durch die Depolymerisation der Methacrylate, die ab Temperaturen > 100°C einsetzt, werden die angestrebten niedrigen Molmassen erreicht und aufgrund der geringeren Viskosität Reaktionslösung kann in Masse polymerisiert werden.
Als Polymerisationsreaktor wird ein Schlaufenreaktor verwendet, der über eine große spezifische Wärmeaustauschfläche verfügt. Durch die konstanten Konzentrationen im Reaktor erhält man ein Produkt mit einer geringen Polydispersität.
Aufgrund der Depolymerisation der Methacrylate lässt sich bei diesem Verfahren ein vollständiger Umsatz nur durch das Absenkung der Reaktionstemperatur erreichen. Dies erfolgt in einer zweiten Reaktorstufe - einem nach geschaltetem Rohrreaktor.
Aktualisiert: 2021-08-16
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Nano- und Mikropartikel durch Emulsionscopolymerisation für diagnostische und medizintechnische Anwendungen
Carboxylierte Latices stellen ca. 90 % der gesamten Latexproduktion weltweit dar und werden im großtechnischen Maßstab, hauptsächlich für die Farben- und Papierindustrie, hergestellt. Auch im Bereich der Biotechnologie kommen carboxylierte Latices zum Einsatz, die beispielsweise als Trägermaterial für Antigene bzw. Antikörper in diagnostischen Testverfahren dienen. Dabei werden besonders hohe Anforderungen an die Beschaffenheit der Latexteilchen gestellt und z.B. neben einer sehr engen Partikelgrößenverteilung eine gleichmäßige und genau definierte Oberflächenbedeckung mit Carboxylgruppen erwartet.
Zentrales Thema dieser Arbeit ist die Entwicklung eines neuen Herstellverfahrens funktionalisierter Latexpartikel für die medizinische Diagnostik, insbesondere die Produktentwicklung des Latex sowie die Überprüfung der Produkteigenschaften. Es werden Emulsionscopolymerisationen in halbkontinuierlicher und diskontinuierlicher Betriebsweise unter Verwendung eines Saatlatex durchgeführt und eine Optimierung des Polymerisationsprozesses erreicht.
Aktualisiert: 2021-08-16
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Datei (Cover-Abbildung, Audio- bzw. Video-Datei, Leseprobe, Inhaltsverzeichnis). Bitte senden Sie Dateien an: titelservice@mvb-online.de In der vorliegenden Arbeit wurde die Netzwerkgenese bei der Emulsionspolymerisation von Butadien experimentell untersucht und mit den gewonnenen Daten ein mechanistisches Modell erstellt. Zu diesem Zwecke wurden geeignete analytische Methoden, welche die Netzwerkcharakterisierung ermöglichen, etabliert und miteinander verglichen. Bei diesen Methoden handelt es sich um Quellungsmessungen, Messungen der magnetischen transversalen Relaxationszeit von 1H?Spins und Dynamisch-mechanische Thermoanalysen.
Mit diesen Methoden wurde der Einfluss diverser Parameter auf die Netzwerkeigenschaften untersucht, wie der Einfluss der Rührgeschwindigkeit bei der Polymerisation, der Nachvernetzung durch natürliche Alterung und der Höhe der Trocknungstemperatur. In weiteren Untersuchungen wurde der Einfluss von Reaktionstemperatur, Initiator- und Reglermenge auf die Netzwerkeigenschaften des Produktes ermittelt. Um den Einfluss dieser Parameter möglichst effizient zu untersuchen, wurde ein statistischer Versuchsplan aufgestellt, danach die entsprechenden Experimente im Reaktionskalorimeter durchgeführt und ausgewertet. So konnte ein funktionierendes statistisches Modell entwickelt werden.
Neben dem statistischen wurde zusätzlich ein deterministisches Modell, mit Hilfe des kommerziellen Programmpakets Predici©, erstellt. Zur Anpassung des Modells wurden die im Autoklaven und Kalorimeter gewonnenen Daten verwendet. Der Zeit-Umsatz-Verlauf und die Netzwerkbildung konnten so erfolgreich beschrieben werden.
Aktualisiert: 2022-04-04
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