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.