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Chemische Stoffe sind Materialien, die aus synthetischen oder halbsyntjhetischen organischen Verbindungen bestehen und in Gegenstände mit verschiedener Gestalt geformt werden können. Gewöhnlich sind sie organische Polymere mit hoher Molekülmasse und beinhalten eine Reihe von anderen, Zusatzmittel genannten Substanzen, die ein Ziel haben, Verarbeitungs- und Nutzungseigenschaften zu verändern.
Chemische Stoffe sind Materialien, die aus synthetischen oder halbsyntjhetischen organischen Verbindungen bestehen und in Gegenstände mit verschiedener Gestalt geformt werden können. Gewöhnlich sind sie organische Polymere mit hoher Molekülmasse und beinhalten eine Reihe von anderen, Zusatzmittel genannten Substanzen, die ein Ziel haben, Verarbeitungs- und Nutzungseigenschaften zu verändern.
Die Polymerisation ist eine Reaktion, bei der niedermolekulare chemische Verbindungen (Monomere) oder ein Gemisch solcher Verbindungen mit sich selbst reagieren, bis die funktionellen Gruppen erschöpft sind. Diese Reaktion führt zur Bildung von Molekülen mit viel höherer Masse im Vergleich zu den Substraten, die als Polymere bezeichnet werden.
Die Emulsionspolymerisation ist eine der technologischen Methoden der Polymerisation. Dieses Verfahren wird zur Herstellung von Polymerdispersionen, auch Latex genannt, verwendet. Diese Produkte sind weit verbreitet, unter anderem in Klebstoffen, Farben auf Wasserbasis, Holzbeschichtungen, Gummi, Dichtstoffen und Vliesstoffen.
Es gibt mehrere Varianten des Emulsionspolymerisationsverfahrens. Eine davon ist das Batch-Verfahren, bei dem die Reaktion unter der Voraussetzung gestartet wird, dass alle Anteile der Reaktanten im Reaktor vorhanden sind. Der andere Typ ist ein halbkontinuierlicher Prozess, bei dem nur ein Teil der Reaktanten zu Beginn in den Reaktor gegeben wird, während der Rest während des laufenden Prozesses in kontrollierten Portionen hinzugefügt wird.
Die Emulsionspolymerisation ist ein bekanntes und weit verbreitetes Verfahren in der Kunststoffindustrie. Deshalb bietet die PCC-Gruppe eine breite Palette von Produkten für diese Technologie an. Diese umfassen, sind aber nicht beschränkt auf Dispergiermittel, Emulgatoren, Coemulgatoren und andere Additive.
Sicherlich haben Sie schon mehrmals von dieser Produktgruppe gehört. Darüber hinaus verwenden Sie sie täglich in vielen Bereichen Ihres Lebens. Kunststoffe, gemeinhin als Plastik bezeichnet, sind zu einer der vielfältigsten Produktgruppen geworden. Sie finden vielseitige Anwendung in der Produktion von Verpackungen, im Transportwesen, in der Medizin, im Haushalt und in vielen anderen Industriebereichen. Haben Sie sich jemals gefragt, was sich hinter ihrem Namen verbirgt? Welche chemischen Verbindungen können zu dieser Gruppe gezählt werden? Einer der ersten Vertreter der Kunststoffe war Polyvinylchlorid, auch bekannt als PVC. Es steht derzeit an zweiter Stelle der am häufigsten verwendeten Materialien in dieser Gruppe.
Die Beliebtheit von Polyvinylchlorid ist auf seine Eigenschaften zurückzuführen, die von der Form, in der es vorliegt, abhängen. Man unterscheidet zwischen nicht weichgemachtem (hartem) und weichgemachtem (weichem) PVC. Ersteres zeichnet sich durch gute Isolationseigenschaften sowie Korrosions-, Chemikalien-, Feuer- und Witterungsbeständigkeit aus. Darüber hinaus ist es gegen mechanische Einflüsse wie Dehnung und Quetschung resistent. Es wird im Baugewerbe, in der medizinischen Industrie und bei der Herstellung von Abwasserrohren oder Behältern verwendet.
Weiches Polyvinylchlorid hingegen ist ein sehr flexibles Material. Trotzdem ist es sehr widerstandsfähig gegen mechanische Beschädigungen sowie Witterungseinflüsse und lässt sich bei niedrigeren Temperaturen verformen als als hartes PVC. Es wird als Kabelisolierung in der Elektroindustrie verwendet. Auch in der Bekleidungsindustrie, in der Automobilindustrie, bei der Herstellung von Teppichen, Baufolien und Verpackungen ist es zu finden. Und das sind nur einige der modernen Anwendungen für beide Arten von Polyvinylchlorid.
Wovon hängen also die endgültigen physikalischen Eigenschaften von PVC ab? Der entscheidende Schritt ist die Art der Polymerisation von Vinylchlorid. Es kann durch Emulsionspolymerisation, Suspensionspolymerisation oder Polymerisation in der Masse gewonnen werden. Diesmal werden wir Sie in die Emulsionspolymerisation einführen.
Die Emulsionspolymerisation ist eine Methode zur Durchführung der Monomerpolymerisation in einem Dispersionsmedium, bei dem es sich in der Regel um Wasser handelt. Dabei werden hydrophobe Monomere mit einem Öl-in-Wasser-Emulgator emulgiert. Die Reaktion wird dann mit einem wasserlöslichen Initiator oder einem öllöslichen Initiator in Anwesenheit eines Stabilisators eingeleitet. Emulgatoren sind Tenside, die der ursprünglichen Monomeremulsion und der gebildeten Polymerdispersion Stabilität verleihen.
Bei der Emulsionspolymerisation werden in der Regel anionische Tenside verwendet. Dies ist ein recht komplexer Prozess, da das Wachstum und die Stabilisierung der Polymerpartikel durch radikalische Polymerisationsmechanismen in Kombination mit verschiedenen kolloidalen Phänomenen gesteuert werden.
Wenn die Tensidkonzentration die kritische Mizellbildungskonzentration (CMC) überschreitet, aggregieren die Tensidmoleküle zu kugelförmigen Mizellen. Die Folge dieses Phänomens ist das Eindringen von hydrophoben Monomeren in die Mizellen. Wasserlösliche Initiatoren gelangen ebenfalls ins Innere der kugelförmigen Strukturen. Dort werden freie Radikale vermehrt. Die Mizellen dienen als Treffpunkt für wasserlösliche Initiatoren und hydrophobe Vinylmonomere. Die Reaktion zur Bildung der Polymerkette wird so lange fortgesetzt, bis alle in Wasser suspendierten oder gelösten Monomertröpfchen verbraucht sind, was zur Gewinnung von Polyvinylchlorid (PVC-E) führt. Die entstehende Verbindung besteht aus kleinen Körnern. Daher wird es unter anderem bei der Herstellung von Pasten verwendet, da diese in Weichmachern nicht so schnell aufquellen.
Die Emulsionspolymerisation ist ein Verfahren mit einer Vielzahl von Anwendungen im industriellem und akademischem Bereich, und ihre Bedeutung nimmt kontinuierlich zu. Die durch Emulsionspolymerisation hergestellten Polymere lassen sich in Elastomere (Nitrilkautschuk, Acrylkautschuk, Polybutadien), technische Polymere (PVC, Polystyrol, PMMA) und Emulsionen (Polyvinylacetat, Polyacryllatex, Styrol-Butadien-Latex) unterteilen. Diese Produkte werden in fast allen Branchen eingesetzt. Vinylmonomere mit einer
(CH2=CH-)-Struktur werden beispielsweise häufig als synthetische Kautschuke, Thermoplaste, Beschichtungen, Klebstoffe, Bindemittel, rheologische Modifikatoren oder Kunststoffpigmente verwendet. Seine Vorteile sind die hohe Reaktionsgeschwindigkeit, die Sicherheit des Verfahrens, das hohe Molekulargewicht des erzeugten Polymers und die Kontinuität des Prozesses. Der Nachteil ist die Schwierigkeit, alle Reste des Emulgators oder anderer Zusatzstoffe zu entfernen.
In der ersten Hälfte des Jahres 2020 hat die PCC-Gruppe weitere Produkte für die Emulsionspolymerisationsindustrie eingeführt. Die Palette wurde um weitere anionische Tenside wie Sulforokanol L430/1, SULFOROKAnol® L725/1, SULFOROKAnol® L1230/1 mit hervorragenden emulgierenden und stabilisierenden Eigenschaften erweitert. Sie sind für die Herstellung von Styrol-Acryl-, Acryl- und Vinyl-Dispersionen bestimmt. Darüber hinaus hat die PCC-Gruppe Dispergiermittel (R, RP, SBRP) im Angebot, die als Hilfsmittel für die Herstellung von Styrol-Butadien-Kautschuken bestimmt sind. Sie sind mit anderen bei der Emulsionspolymerisation verwendeten Chemikalien wie Emulgatoren oder Stabilisatoren kompatibel. Dank ihres geringen Feuchtigkeitsgehalts und ihrer niedrigen Schüttdichte reduzieren sie die Transport- und Lagerkosten.
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Sienkiewicza 4
56-120 Brzeg Dolny
Polen
Przemysław Kanikowski
email: iod.rokita@pcc.eu
