Entwicklung und Optimierung eines 2-stufigen Verfahrens zur kontinuierlichen Copolymerisation von Methacrylaten
Tim Hölck, Hans U Moritz
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.
