Herstellung wässriger (Co-) Polymere der Acrylsäure

Polymerisationen mit Acrylsäure kommen in einer Vielzahl industriell bedeutsamer Verfahren zur Anwendung. Der großen wirtschaftlichen Bedeutung steht jedoch häufig ein limitiertes Verständnis in Bezug auf die Reaktionskinetik gegenüber. In dieser Arbeit werden radikalisch-initiierte Polymerisationen von Acrylsäure und Copolymerisationen von Acrylsäure mit einem Vinylpolyether vorgestellt. Für die Copolymerisation sowie die Nebenreaktion der Vinylpolyetherhydrolyse wurden kinetische Modelle erstellt. Die Polymerisationsversuche zur Homopolymerisation der Acrylsäure mit Redox-Initiierung in halbkontinuierlicher Reaktionsführung zeigten einen unerwarteten reziproken Einfluss der Temperatur auf die Reaktionsgeschwindigkeit. Versuche mit Azoinitiatoren bestätigten hingegen den erwarteten Arrhenius-konformen Temperatureinfluss. Copolymerisationsversuche mit variierter Temperatur lieferten Konzentrationsdaten, welche die Grundlage für eine kinetische Modellierung bildeten. Simulationen mit Hilfe der gewonnen kinetischen Parameter zeigten teils hohe Übereinstimmungen. Die Ergebnisse dieser Arbeit ermöglichen so Polymerisationen mit gezielterer Reaktionsführung. Für eine Reihe von Zielgrößen und Reaktionsparametern konnten Einflussfaktoren bestimmt werden. Hierzu zählen der erreichbare Umsatz des Vinylpolyethers, die Molmasse des Polymers, der Einfluss des Stabilisators MEHQ, der Einfluss des Kettenlängenreglers 3-MPS und die Kinetik der Initiierung mit einem Redoxinitiatorsystem.