In einem übergeordneten Projekt wird der Einfluss der Vermischung auf eine Polymerisation im Taylor-Couette Reaktor untersucht. Ein Taylor-Couette Reaktor besteht im Wesentlichen aus zwei konzentrisch zueinander gelagerten Zylindern von denen mindestens einer in Rotation versetzt wird. Das Reaktionsgemisch befindet sich im Ringspalt zwischen den zwei Zylindern. In Abhängigkeit der Rotationsgeschwindigkeit bilden sich innerhalb des Ringspalts verschiedene Strömungsformen aus (siehe Abb. 2).

Abb. 1: Viskositätsverlauf einer Polymerprobe (Mezger, 2006, Das Rheologie Handbuch) 1. Newtonscher Bereich (Null-Scherviskosität) 2. Scherverdünnungs-Bereich 3. Newtonscher Bereich (Unendlich-Viskosität)	Abb. 2: Strömungszustände des Taylor- Couette Reaktors mit konzentrischen Zylindern; a) Laminare Couette Strömung, b) Laminare Taylor-Wirbelströmung; c) Wellige Wirbelströmung; d) turbulente Strömung (in Reihenfolge mit steigender Drehzahl des Innenzylinders)

Die Rheologie spielt bei Reaktionen in einem Taylor-Couette Reaktor eine besonders wichtige Rolle, da sie sowohl einen Einfluss auf die Strömungsform als auch auf die Kinetik hat. Besonders interessant sind Polymerschmelzen bzw. Polymere in Lösemittel, da es sich oftmals um Nicht-Newtonische Fluide handelt, die sich in einem bestimmten Scherbelastungsbereich scherverdünnend verhalten (siehe Abb.1). Dies bedeutet, dass die Viskosität mit zunehmender Scherrate abnimmt. Das wiederum wird hervorgerufen durch eine Entschlaufung bzw. Ausrichtung der Makromoleküle und könnte positive Auswirkungen auf die Reaktionskinetik bzw. auf das aus der Reaktion resultierende Produkt haben.

Im Rahmen der Arbeit sollen die rheologischen Eigenschaften einer Polymerlösung bzw. eines Reaktionsgemisches eine Lösungspolymerisation von Methylmethacrylate (MMA) in Xylol zu Polymethylmethacrylate (PMMA, Plexiglas) betrachtet bzw. charakterisiert werden. Dabei soll ein bereits angepasstes Modell zur Beschreibung der Viskosität von Polymerlösungen, auf den scherverdünnenden Viskositätsbereich erweitert werden.

Die konkrete Aufgabenstellung und der Umfang dieser Arbeit werden in Abhängigkeit des jeweiligen Typs (Bachelor-, Masterarbeit bzw. Studien-, Diplomarbeit) angepasst.

Gerne kann die detaillierte Aufgabenstellung in einem persönlichen Gespräch besprochen werden.