Entwicklung eines reaktiven Extrusionsprozesses zur ...

7 Fazit und Ausblick
Thermoplastische Polyesteramide stellen ein innovatives Forschungsfeld im Bereich der
Biopolymere dar welche ein Potential für eine breite Anwendungsvielfalt aufweist. Sie
reicht beispielsweise von Verpackungsmaterialien bis zu biomedizinischen Produkten.
Insbesondere durch ihre Ester- und Amid-Gruppen in der Polymerhauptkette vereinen
Polyesteramide unterschiedliche Eigenschaften, die sich gezielt während ihrer Synthese
chemisch beeinflussen und steuern lassen.
Im Rahmen dieser Dissertation wurde ein reaktiver Extrusionsprozess zur kontinuierli-
chen Synthese von Polyesteramiden entwickelt. Dabei ging es zunächst um die chemische
Entwicklung der Reaktion sowie ihre Beurteilung. Im Mittelpunkt standen insbesondere
die Ermittlung der Anforderungen an die Synthese in einem Extruder sowie die Extrudat-
bzw. Polymereigenschaften.
Grundlage der in dieser Arbeit vorgestellten chemischen Synthese ist die anionische
Ringöffnungspolymerisation von ε-Caprolactam in einer Schmelze von Polycaprolacton.
In einem Doppelschnecken-Microcompounder wurde zur Beurteilung und Optimierung
der Reaktion zunächst der Einfluss der unterschiedlichen Chemikalien untersucht sowie
die Prozessführung hinsichtlich Temperaturverlauf, Verweilzeit sowie Reaktionsfortschritt
entwickelt. Eine umfassende analytische Charakterisierung der synthetisierten Polymere
ermöglichte ihre anschließende Bewertung und damit die Beurteilung der chemischen
Reaktion sowie des Prozesses. Bei Reaktionstemperaturen von 180 °C und Verweilzeiten
von zehn Minuten konnten Polyesteramide mit blockartiger Struktur bei hohen Umsatz-
graden synthetisiert werden. Für eine der untersuchten Mischungen wurde weiterführend
eine Übertragung der Synthese auf einen kontinuierlichen Prozess in einem Laborextruder
mit 16 mm Schneckendurchmesser durchgeführt. Im Vordergrund standen dabei die
Entwicklung der Prozessführung sowie die Auslegung der Schnecke. Berechnungen zur
Ermittlung der Polymerverweilzeit mittels eines Simulationsprogramms erfolgten unter-
stützend, um zeitintensive Versuche nach dem „trial-and-error-Prinzip“ zu vermeiden.
Nach Optimierung und Konfiguration der Schnecke konnte die Herstellung der bereits im
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