Was ist Lösungspolymerisation?
Die Lösungspolymerisation wird verwendet, um Polymere und Copolymere durch Auflösen eines Monomers und eines Katalysators in einem nicht reaktiven Lösungsmittel zu erzeugen. Während dieses Prozesses absorbiert die Lösungsmittelflüssigkeit die durch die chemische Reaktion erzeugte Wärme, die die Reaktionsgeschwindigkeit steuert. Das bei dem Lösungspolymerisationsverfahren verwendete flüssige Lösungsmittel bleibt gewöhnlich ein Lösungsmittel für das resultierende Polymer oder Copolymer. Dieses Verfahren eignet sich nur zur Erzeugung von feuchten Polymertypen, da die Entfernung von überschüssigem Lösungsmittel schwierig ist. Während die Entfernung überschüssigen Lösungsmittels durch Destillation möglich ist, wird dies in einer industriellen Situation gewöhnlich als wirtschaftlich nicht möglich angesehen.
Das Verfahren der Lösungspolymerisation bietet einige Vorteile sowie einen Hauptnachteil. Zu den Vorteilen gehören die präzise Steuerung der chemischen Reaktion, die Steuerung der resultierenden Wärme und Viskosität sowie die Steuerung der automatischen Beschleunigung des Prozesses. Der Nachteil des Verfahrens ist die Schwierigkeit, überschüssiges Lösungsmittel aus dem fertigen Polymer zu entfernen.
Die bei der Lösungspolymerisation verwendeten Lösungsmittel müssen sorgfältig ausgewählt werden. Ein Lösungsmittel, das gegenüber dem Monomer nicht reaktiv ist, ist für das Verfahren wesentlich. Bei Verwendung eines reaktiven Lösungsmittels können durch die automatische Beschleunigung gefährliche Kettenreaktionsprozesse oder andere unerwünschte Effekte auftreten. Die automatische Beschleunigung ist eine Reaktion, die auftritt, wenn die durch die Polymerisation erzeugte Wärme vom Lösungsmittel nicht schnell genug abgeleitet wird. Während sich die Wärme aufbaut, steigt die Viskosität der Lösung an, wodurch der Polymerisationsprozess beschleunigt wird, ohne dass eine sichere Kontrolle möglich ist.
Industrielle Lösungspolymerisationsverfahren werden üblicherweise verwendet, um Polymere mit speziellen Eigenschaften herzustellen. Die chemische Reaktion, die zwischen dem Monomer und dem Katalysator stattfindet, kann dem Endprodukt einzigartige Eigenschaften verleihen. Ein Beispiel für diesen Polymertyp ist Natriumpolyacrylat, das außergewöhnlich absorbierende Polymer, das in Wegwerfwindeln verwendet wird.
Während dieses Verfahren für trockene Polymere im Allgemeinen nicht durchführbar ist, funktioniert es gut für nasse Polymertypen. Das Verfahren der industriellen Lösungspolymerisation wird verwendet, um Polymere und Copolymere zu erzeugen, die in ihrer Lösungsform verwendet werden können. Beispiele für diese Verwendung sind Industrieklebstoffe und Oberflächenbeschichtungen.
Synthetische Elastomere können auch unter Verwendung des Lösungspolymerisationsverfahrens hergestellt werden. Dieses Verfahren erzeugt ein genaueres Polymer als Emulsionspolymerisationsverfahren. Indem die Zugabe von raffinierten Monomeren zu der Katalysator-Lösungsmittel-Lösung gesteuert wird, können die resultierenden Polymere sorgfältig auf spezifische Eigenschaften ausgelegt werden. Diese synthetischen Elastomere werden üblicherweise in Produkten wie Latexhandschuhen, Neoprenanzügen und Bodenbelagsmaterialien verwendet.