Over Emulgeren van polymeren in water: Hoe werkt dat eigenlijk?

Emulgeren van polymeren in water: Hoe werkt dat eigenlijk?

Avondlezing door dr.ir. Bart Reuvers, georganiseerd door de Rotterdamsche Chemische Kring.

Samenvatting
Covestro (voormalig DSM Resins) produceert kunstharsen (synthetische polymeren) die worden toegepast in coatings (verven). Voor gebruik in water gedragen verven, moeten deze taaie (= hoog-visceuze) kunstharsen in de vorm van microscopisch kleine druppeltjes in water worden verdeeld (= geëmulgeerd). Dit is mogelijk door de kunsthars en het water al roerend te mengen in aanwezigheid van een emulgator (= surfactant). Aldus ontstaat er een laag-visceuze, melkachtige vloeistof die goed verwerkbaar is.

In de context van emulgeren is het gebruikelijk om alle water-onoplosbare vloeistoffen (zoals ook onze hoog-visceuze polymere hars) aan te duiden met de term ‘olie’. In deze lezing gaan we het generieke vormingsproces van olie druppeltjes in water in meer detail beschouwen, vanuit zowel hydrodynamisch als thermodynamisch perspectief. Met name kijken we naar de invloed van mechanische beroering en de gebruikte emulgator op de verkregen druppeltjes grootte.

Volgens de literatuur bestaan er voor laag-visceuze oliën twee verschillende mechanismen voor de vorming van olie druppels in water. In het ene geval wordt de druppel grootte in sterke mate bepaald door de hydrodynamica, met name de mate van mechanische beroering. In het andere geval is er sprake van spontane vorming van druppels, met een grootte die volledig thermodynamisch bepaald wordt; dus onafhankelijk van de mechanische beroering en in sterke mate gecontroleerd door de chemische structuur van de emulgator.

De twee vormings-mechanismen zullen nader worden toegelicht in het eerste gedeelte van de lezing.

In het tweede gedeelte gaan we vervolgens in op de volgende vragen:

  • Welke van beide vormings-mechanismen is van toepassing op onze kunstharsen?
  • Of is er voor deze hoog-visceuze harsen wellicht sprake van een essentieel afwijkend mechanisme van druppeltjes vorming?

Curriculum vitae
1956:            Geboren in Amersfoort
1983:            Afgestudeerd als fysicus bij de afdeling ‘reologie’ aan de Universiteit van Twente.
1987:            Gepromoveerd bij de afdeling ‘membraan technologie’ aan de Universiteit van Twente. Promotie vond plaats naar aanleiding van een onderzoek naar de fabricering van organische membranen d.m.v. precipitatie van polymeer oplossingen in water.
1987-2022: Werkzaam als fysisch chemicus in dienst van Akzo Nobel (1987-2006), DSM (2006-2021) en sinds 2021 in dienst van Covestro (voormalig Bayer).

Belangrijkste onderwerpen van onderzoek:

  • Emulgeren van polymere kunstharsen;
  • Reologisch gedrag van verdikte, waterige emulsies voor toepassing in verven;
  • Droging van verven.

Verscheidene studies zijn gepubliceerd in wetenschappelijke tijdschriften.

Introducé(e)s zijn van harte welkom.

Stuur daartoe een mail naar chemischekringrotterdam@gmail.com.