Zur Konzentrationsstabilität des isothermen Reaktors bei der kontinuierlichen Emulsionspolymerisation von Styrol

Nach einer Theorie von Matsuura und Kato können in einem isotherm und kontinuierlich betriebenen idealen Rührkessel ein instabiler und zwei stabile stationäre Betriebszustände entstehen, wenn die untersuchte Reaktion autokatalytischen Charakter hat. Die Emulsionspolymerisation von Styrol zeigt bei bestimmten Bedingungen eine starke Selbstbeschleunigung durch den Trommsdorff‐Effekt. Bei kontinuierlicher Reaktion in einer dreistufigen Rührkesselkaskade wurden experimentell sechs stabile stationäre Betriebspunkte der Einzelreaktoren und drei stabile Betriebszustände der Gesamtkaskade gefunden. Ihre Daten stimmen mit den Werten überein, die nach der diskontinuierlich gemessenen Zeit‐Umsatz‐Kurve theoretisch zu erwarten sind. Kurzfristige Erhöhung der Monomerenkonzentration läßt einen der Reaktoren vom einen zum anderen stabilen Betriebspunkt übergehen. Theoretisch sind bei einer Kaskade mit n Reaktoren maximal (n + [n(n + 1)]/2) stabile und n labile Betriebspunkte der Einzelreaktoren sowie (n + 1) stabile Betriebszustände der Gesamtkaskade möglich.