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HydrogelZoomA-Z

Fachgebiet - Makromolekulare Chemie, Lebensmittelchemie

Ein Hydrogel ist ein in Wasser gequollenes hydrophiles polymeres Netzwerk. Die Eigenschaften dieser Gele sind abhängig von der Wechselwirkung zwischen Netzwerk und umgebender Flüssigkeit. Ein bekanntes Hydrogel ist zum Beispiel die Götterspeise, in der das Polymergel aus Gelatine aufgebaut ist. Die Gelatine macht nur etwa 3 % des Volumens der Götterspeise aus, der Rest ist gesüßtes und mit Aroma und Farbstoffen angereichertes Wasser.

In ionischen Gelen muss der osmotische Beitrag der ionischen Gruppen berücksichtigt werden, der einen großen Einfluss auf die Quelleigenschaften der Gele hat. Zum Beispiel sind in einem Polyacrylsäure-Gel die Acrylsäure-Gruppen in unmittelbarer Nachbarschaft zueinander angeordnet. Die gleichen Ladungen der dissoziierten Carboxylat-Gruppen stoßen sich ab, die polymeren Ketten strecken sich, und das Gel quillt in extremer Weise an. Solche Netzwerke können bis zu 1000 g Wasser pro Gramm Polymer aufnehmen. Aus diesem Grund wird vernetzte Polyacrylsäure als Superabsorber verwendet.

Siehe auch: Superabsorber

Lerneinheiten, in denen der Begriff behandelt wird

PolyacrylsäureLevel 240 min.

ChemieMakromolekulare ChemiePolymere

Struktur und Eigenschaften von Polyacrylsäure werden vorgestellt. Besonderes Augenmerk wird auf die Superabsorber-Eigenschaft gelegt. Sie bewirkt, dass sich das Polymer mit großen Wassermengen voll saugen kann. Dies ermöglicht u.a. den Einsatz in Babywindeln. Verschiedene Möglichkeiten der technischen Synthese von Polyacrylsäure werden vorgestellt.

HauptvalenznetzwerkeLevel 240 min.

ChemieMakromolekulare ChemiePolymere Netzwerke

Die Eigenschaften von Hauptvalenznetzwerken werden skizziert. Dabei wird insbesondere auf den Zusammenhang zwischen Vernetzungsgrad und der Quellung in Lösemitteln eingegangen. Dies wird durch einen Praktikumsversuch illustriert. Als besondere Form kovalenter Netzwerke werden interpenetrierende Netzwerke vorgestellt.

SuperabsorberLevel 230 min.

ChemieMakromolekulare ChemieFunktionspolymere

Die Wirkungsweise von Superabsorbern und deren Grundlagen werden beschrieben. Superabsorber können große Mengen an Wasser binden, wobei sie stark quellen. Diese Fähigkeit ist typisch für Polymere, die ionische Gruppen enthalten. Das wichtigste Superabsorbermaterial ist vernetzte Polyacrylsäure. Ihr Haupteinsatzgebiet ist in Windeln und Hygieneartikeln. Daneben werden noch andere Anwendungen vorgestellt.

VerdickungsmittelLevel 240 min.

ChemieMakromolekulare ChemieFunktionspolymere

Hier werden verschiedene Verdicker vorgestellt, deren Wirkung auf einer Quellung oder der Ausbildung von assoziativen Verbindungen beruht. Sie bestehen aus natürlichen, modifizierten natürlichen, synthetischen organischen oder anorganischen Verbindungen. Die meisten Verdickungsmittel entfalten ihre Wirkung in Wasser, es werden aber auch Beispiele für Verdicker, die in unpolaren Substanzen wirken, vorgestellt.