Simulation der radikalischen Polymerisation von Vinylacetat im Lösungsmittel

In dieser Arbeit wurde ein kinetisches Modell zur Polymerisation von Vinylacetat auf Basis von Literaturdaten entwickelt und mit sechs industriell relevanten Experimenten erfolgreich validiert. Trotz hoher Feststoffgehalte und diffusionskontrollierter Terminierungsreaktionen konnte das Modell Molmassenverteilungen, Feststoff- und Restmonomergehalte realitätsnah und robust abbilden. Die simulierten Polymermoleküle wurden anschließend mit einem eigens entwickelten Verseifungsprogramm hinsichtlich ihrer Mikrostruktur untersucht. Dabei zeigte sich, dass Nachbarschaftseffekte allein die Verseifung nicht ausreichend erklären können. Stattdessen erwiesen sich Diffusionsmodelle auf Grundlage der FICK’schen Gesetze als geeignet, die Hydrolysegradverteilungen und Umsatz-Zeitkurven realistisch zu beschreiben. Durch Modellerweiterungen wurde eine nahezu ideale Übereinstimmung mit experimentellen Daten erreicht. Zusätzlich konnten geometrische Effekte bei der OH-Blockbildung sowie Molmassenverteilungen nach Verseifung und Reacetylierung korrekt simuliert werden. Insgesamt ermöglicht das entwickelte Modell eine umfassende Simulation der Herstellung von Polyvinylalkohol (pVA) mit beliebigem Hydrolysegrad einschließlich relevanter mikrostruktureller Eigenschaften.