Inverse Suspensionspolymerisation wasserlöslicher Polymere mittels segmentierter Mikrofluidik

Für die Herstellung von wasserlöslichen Polymeren ist eine Vielzahl
von Verfahren bekannt. Hochmolekulare Polymere werden
dabei oft nur in diskontinuierlicher Lösungspolymerisation mit einer
geringen Raum-Zeit-Ausbeute erzeugt. Polymerlösungen mit
einem hohen Monomergehalt werden während der Polymerisation
hochviskos und lassen sich deshalb schlecht prozessieren. Die Verdünnung
mit einem hohen Anteil an Lösungsmittel führt zu hohen
Energiekosten bei der Trocknung. Die segmentierte Mikrofluidik als
Verfahren zur Durchführung von Polymerisation kann benutzt werden,
um Polymere mit einer hohen Molmasse herzustellen, ohne
dass dabei die genannten Nachteile auftreten.
Die vorliegende Arbeit zur Polymerisation von N-Vinylpyrrolidon mittels
segmentierter Mikrofluidik gliedert sich in zwei Teilaspekte. Zum
einen die Polymerisation mit dem Ziel ein Polymer mit einer möglichst
großen Molmasse zu generieren und zum anderen die Übertragung
der benötigten Polymerisationsbedingungen in einen kontinuierlichen
Prozess. Mit Hilfe der segmentierten Mikrofluidik erfolgte
die Polymerisation von N-Vinylpyrrolidon in Suspension in
einer nicht mischbaren inerten Trägerphase. Zum Verständnis dieses
zweiphasigen Systems wurden mehrere physikalische Eigenschaften
untersucht, die einen gravierenden Einfluss auf die Stabilität
der mikrofluidischen Strömung hatten. Das Konzept des kontinuierlichen
Minireaktors zeigte, dass mit technisch einfachen Mitteln ein
funktionsfähiges Verfahren aufgebaut werden konnte.