Entwicklung eines reaktiven Extrusionsprozesses zur ...

58 5 Entwicklung eines Extrusionsprozesses zur Synthese von Polyesteramiden
genauen Prozessbedingungen sind Anhang A.3 zu entnehmen.
5.3.1.2 Untersuchungen zum Einfluss der Edukte auf die Reaktion
Um die durchgeführte Synthese sowie die Polymere beurteilen zu können, wurde systema-
tisch der Einfluss der Edukte untersucht. Wie von BrüggemannChemical, L. Brüggemann
KG, Heilbronn, empfohlen [NN11b, NN11a], werden Initiator und Aktivator mit ei-
nem Anteil von 1,5 bis 3,0 Gew.-% für eine erfolgreiche Polymerisation von CA zu
PA-6 benötigt. Zur Herstellung der in dieser Arbeit angestrebten PEA wurden daher
ebenfalls Versuche mit 1,5 bzw. 3,0 Gew.-% der Initiator- bzw. Aktivator-Chemikalien
durchgeführt. Außerdem wurde der Einfluss des Verhältnisses von CA- zu CL-Anteil
systematisch untersucht. Es wurden Verhältnisse von 1:1, 1:2, 2:1 sowie 5:1 beurteilt. Die
unterschiedlichen Mischungen sind im Folgenden von PEA 1 bis PEA 12 gekennzeichnet.
5.3.1.2.1 Reaktionsumsatz
Die relativen Mengen an Initiator und Aktivator nehmen entscheidend Einfluss auf die
Reaktionskinetik, den Polymerisationsgrad und damit auch auf den Reaktionsumsatz.
Tabelle 5.1 gibt einen Überblick über die synthetisierten PEA, die Mischungsverhältnisse
der Edukte sowie das Ergebnis des nach Kap. 5.1.2.1 ermittelten Reaktionsumsatzes.
Durch den Einsatz von jeweils 3.0 Gew.-% Initiator sowie Aktivator (PEA 4, 8, 12, 13)
konnten unabhängig vom theoretischen Verhältnis der CA- und CL-Einheiten repro-
duzierbar hohe Umsatzgrade von durchschnittlich bis zu 99.9 % im Falle des PEA 12
erzielt werden. Das Extrudat wies dabei eine ausreichend hohe Viskosität auf, um das
Spritzen von Zugprüfstäben zu ermöglichen. Eine schwache Gelb-Färbung des Extrudats,
die nach einiger Zeit bei Luftkontakt abnahm, deutete auf eine anionisch stattfindende
Polymerisation hin. Die Färbung ist dabei auf die lebenden Kettenenden der Anionen
zurückzuführen. Bei der anionischen Polymerisation von Styrol beispielsweise besitzt das
Polymerisat eine stark rot Färbung [Gre96].
Ein Verhältnis von 3,0 Gew.-% Initiator zu 1,5 Gew.-% Aktivator (PEA 3, 7, 11) wirkte
sich ebenfalls positiv auf die Reaktion aus und es konnten annähernd so hohe Reak-
tionsumsätze wie mit jeweils 3.0 Gew.-% Initiator und Aktivator erzielt werden. Sie
lagen durchschnittlich zwischen 97.8 (PEA 7) und 99.6 % (PEA 11). Ein Verhältnis von
1,5 Gew.-% Initiator zu 1,5 Gew.-% Aktivator (PEA 1, 5, 9) bzw. 1,5 Gew.-% Initiator zu
3,0 Gew.-% Aktivator (PEA 2, 6, 10) führte zu deutlich geringeren Reaktionsumsätzen.