Entwicklung eines energieeffizienten Verfahrens für die Synthesekautschukherstellung

Abstract

Im Rahmen dieser Arbeit sind verfahrenstechnische Grundlagen für die Massepolymerisation von Butadien als lösemittelfreie Alternative für die Herstellung von Synthesekautschuk untersucht worden. Für die Synthesen wurden ein Multireaktorsystem bestehend aus fünf gerührten Autoklaven und ein diskontinuierlich betriebener Hochviskos-Knetreaktor entwickelt und gebaut. Mit dem ausgewählten Neodym-Katalysator sind detaillierte Untersuchungen zur Massepolymerisation von Butadien durchgeführt worden. Im Gegensatz zu Literaturangaben wurde kein per se quasi-lebendes Polymerisationsverhalten, sondern nahezu konstante Molmassen mit dem Umsatz beobachtet. Dieses Verhalten konnte durch detailliertere Untersuchungen aufgeklärt werden. Die Massepolymerisation ist nicht auf den Einsatz des Neodym basierten Systems begrenzt. Prinzipversuche zur anionischen Polymerisation von Butadien-Homopolymeren sowie Butadien-Styrol-Copolymeren wurden erfolgreich durchgeführt.

In the frame of this work, process basics for the bulk phase polymerization of butadiene as an solvent-free alternative for production of synthetic rubber have been studied. For the experimental work, both a multi reactor system with five stirred tank reactors, as well as a batch-wise operated, high-viscosity kneader reactor, have been developed and build up. Based on a catalyst system, based on Neodymium, a detailed analysis of bulk phase polymerization of butadiene followed. In contrast to statements in existing literature, the studied catalyst system does not exhibit a quasi-living polymerization nature as such. Detailed studies showed, that this behavior could be attributed to an excess of co-katalysat Bulk phase polymerization is not limited to coordinative polymerization with Neodymium catalyst, as shown by successful feasibility experiments for anionic polymerization of both butadiene homopolymers and butadiene-styrene copolymers.