Entwicklung eines reaktiven Extrusionsprozesses zur ...

54 5 Entwicklung eines Extrusionsprozesses zur Synthese von Polyesteramiden
(C20 P) in CA als Aktivator (s. Abb. 5.7), ermöglichte bei der Reaktion von ε-Caprolactam
zu PA-6 Reaktionsumsätze von bis zu über 99 %. Die Reaktionszeiten lagen dabei zwischen
3 und 60 Minuten, bei Temperaturen zwischen 130 bis 170 °C. [VRBJP06] Mit moderaten
Temperaturen und möglichen kurzen Reaktionszeiten, die auch für einen Extruderprozess
geeignet wären, wurden in dieser Arbeit Untersuchungen zur kontinuierlichen Synthese
von PEA mit diesem neuen Initiatorsystem unternommen.
Abbildung 5.7: Strukturformeln von Natriumcaprolactamat (C10) und Hexamethylen-
1,6-dicabamoylcaprolactam (C20 P)
Im Folgenden wird auf den Reaktionsmechanismus der untersuchten Reaktion von CA
in einer Schmelze von PCL mit C10 [NN11a] und C20 P [NN11b] als Initiatorsystem
eingegangen. Die Prozessführung sowie die Versuchsgestaltung sind in den Kapiteln zur
Synthese im Microcompounder (s. Kap. 5.3.1) sowie der Synthese im Laborextruder
(s. Kap. 5.3.2 und 5.5) aufgeführt.
5.2.3 Reaktionsmechanismus zur Synthese von Polyesteramiden mittels
anionischer Ringöffnungspolymerisationsreaktion
Der Reaktionsmechanismus (s. Abb. 5.8 - 5.11), mit dem in 5.2.2 beschriebenen Initiator-
System, lässt sich wie folgt erklären: Zunächst findet die Bildung eines Initiator-Aktivator-
Komplexes aus C10 und C20 P mittels anionischer Ringöffnung des Natriumcaprolacta-
mats (s. Abb. 5.8) statt. [VRBJP06, Par10] Vergleichbar mit der anionischen Ringöff-
nungspolymerisation von ε-Caprolactam zu PA-6 (s. Kap. 4.1.2) finden weiterführend
ebenfalls Kettenwachstums- und Kettenübertragungsreaktionen statt. Es kommt zur
Reaktion des Initiator-Aktivator-Komplexes mit CA und dem damit einhergehenden
Kettenwachstum. Findet ausschließlich eine Reaktion mit CA statt, entsteht PA-6