Flexible Polymerherstellung nach Maß
Während Massenpolymere als sogenannte „Commodities“ mit seit langem bewährten Prozessen in immer größeren „World-Scale-Anlagen“ hergestellt werden, zeigt sich bei Spezialpolymeren ein gegenläufiger Trend. Das primäre Ziel sind hier spezifische Eigenschaften des Endprodukts wie Festigkeit oder Kriechverhalten, Temperatur-, chemische oder UV-Beständigkeit, Elastizität usw. Diese Eigenschaften lassen sich über Additive, Co-Polymerisationen und vor allem über die Molekulargewichtsverteilungen steuern. Dabei wird eine maximale Flexibilität der Produktionsanlagen gefordert, um mit raschen Änderungen der Spezifikation oder Produktwechsel auf die Anforderungen des Marktes zu reagieren.
Für die kontinuierliche Polymerisation kommen verschiedene Reaktortypen mit spezifischen Eigenschaften zum Einsatz. Der Rührkessel und der Schlaufenreaktor führen zu einer breiten Molmassenverteilung, für eine enge Verteilung bietet sich der Rohrreaktor an. Letzterer kann als statischer Mischer-Wärmetauscher ausgebildet sein, mit dem sich über den Querschnitt isotherme Bedingungen einstellen lassen.
Kombinierte Eigenschaften
Die Stärken der einzelnen Reaktortypen lassen sich kombinieren, wenn diese geschickt in Reihe oder parallel geschaltet betrieben werden. Ekato arbeitet hierzu mit dem Schweizer Unternehmen Fluitec mixing & reaction solutions zusammen, einem Anbieter von hochentwickelten statischen Mischern, Mischer-Wärmetauschern und Rohrreaktoren für die Herstellung von Spezialpolymeren. Die Kooperation der beiden Unternehmen mit ihrer langjährigen Erfahrung in der jeweiligen Reaktortechnologie erlaubt eine optimale Kombination der beiden Technologien, eine äußerst flexible Prozessführung sowie den sicheren Scale-up auf den Produktionsmaßstab.
In der Ekato Polyflex-Plant können z. B. in einem vorgeschalteten Loop- oder Rührreaktor das Monomer und der Initiator zudosiert, gut gemischt und das austretende polymerisierende Gemisch durch eine längere Verweilzeitstrecke mit Kolbenströmung gefördert werden. Dabei ist eine präzise Temperaturführung ebenso möglich wie z. B. das Nachdosieren von Co-Monomer. Weitere Kombinationen von Reihen- und Parallelschaltungen erlauben eine maßgeschneiderte Einstellung der Molmassenverteilungen, die mono- oder bimodal sein kann. Die Auslegung der Ekato Polyflex-Plant basiert auf Labor- oder Pilotversuchen, wobei die Komponenten der Versuchsanlagen ebenso vielfältig und einfach kombiniert werden können. So kann mit minimalem Aufwand die optimale Lösung ermittelt, sicher auf den Betriebsmaßstab hochskaliert und damit die Forderung der industriellen Praxis nach „Faster Time to Market“ erfüllt werden.
