Entwicklung eines reaktiven Extrusionsprozesses zur ...

5 Entwicklung eines Extrusionsprozesses zur Synthese von Polyesteramiden 77
Inkorporierung von CA- bzw. CL-Einheiten in die Polymerkette sowie auf die thermische
Stabilität und das Molekulargewicht nehmen. Bei den mechanischen Eigenschaften, für
hohe Werte des Zug-E-Moduls und der Zugfestigkeit, kommt hingegen vor allem dem
CA:CL-Verhältnis eine deutlich wichtigere Rolle zu. Die Übertragung der Synthese von
PEA auf einen kontinuierlichen Prozess in einem Laborextruder soll in dieser Arbeit mit
der Wahl einer einzigen PEA-Mischung erfolgen.
Das PEA, das für eine kontinuierliche Herstelllung geeignet ist, sollte dabei die folgenden
Eigenschaften aufweisen:
- eine gute Verarbeitbarkeit, d. h. ausreichende Viskositäten, um kontinuierlich
gefördert zu werden
- hohe Reaktionsumsätze und hohe Molekulargewichte, welche Einfluss auf die Visko-
sität nehmen
- eine gute thermische Stabilität wie auch mechanische Festigkeit, um später eine
breitere Auswahl möglicher Weiterverarbeitungs- und Produktmöglichkeiten zu
gewährleisten
PEA mit je 3,0 Gew.-% Initiator- und Aktivator-Gehalt (PEA 4, 8, 12, 13) führten zu
sehr hohen Reaktionsumsätzen mit, dem Vorteil, dass diese Mischungen Viskositäten
aufwiesen, die leicht das Spritzen von Zugprüfstäben ermöglichte. Außerdem ließen sich
mit einem CA- zu CL-Verhältnis von 2:1 (PEA 9-12) die besten Reaktionsumsätze
erzielen.
Die Elementaranalyse ergab, dass bei einem höheren Anteil an Amid-Einheiten, bei
zeitgleich hoher Aktivator-Konzentration, eine größere Abweichung zwischen theoretisch
berechnetem und experimentell ermitteltem CA- zu CL-Verhältnis vorliegt. Es wurden
mehr Amid-Einheiten in das Polymer eingebaut als theoretisch ermittelt. Insgesamt kann
jedoch eine gute Übereinstimmung aller Proben, mit Ausnahme von PEA 13, zwischen
den theoretischen und experimentell ermittelten Werten festgestellt werden. Besonders
gute Ergebnisse erzielten dabei PEA-Mischungen (PEA 5-8) mit einem CA:CL-Verhältnis
von 1:1.
Die synthetisierten PEA wiesen i. d. R. zwei Schmelzpunkte auf: Für die Ester-Einheit
lag dabei der Schmelzpunkt der Mischungen zwischen 52 und 58 °C, der der Amid-
Einheit lag zwischen 160 und 190 °C. Besonders thermisch stabil sind PEA mit einem