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Tutorial MenueAcrylpolymereLerneinheit 2 von 6

Polyacrylsäure

Polyacrylsäure als Polyelektrolyt

Polyacrylsäure trägt an jeder Baueinheit eine Carboxy-Gruppe, die in der Lage ist, ein Proton abzuspalten. Moleküle dieser Art nennt man Polyelektrolyte. In Lösungen mit einem pH-Wert = 7 enthält ein Polymermolekül viele negativ geladene Zentren, die sich gegenseitig abstoßen. Dies bedeutet, dass das Molekül nicht als Knäuel, sondern in gestreckter Form vorliegt, damit die Abstände zwischen den negativen Ladungen möglichst groß sind. Die sperrige Teilchenform führt dazu, dass die Viskosität einer Polyelektrolyt-Lösung bei gleicher mittlerer Molmasse und gleicher Konzentration des Polymers sehr viel höher ist als bei ungeladenen Polymeren, die in Knäuelform vorliegen. Polyacrylsäure-Lösungen zeigen thixotropes Verhalten.

Abb.1
Polyacrylsäure in gestreckter Form

Wird zu einer solchen Lösung ein "normaler" Elektrolyt zugegeben, z.B. NaCl, werden die Ladungen durch die Natrium-Ionen ausgeglichen, und die Moleküle verknäueln sich wieder. Dies kann man ganz leicht ausprobieren, indem man gewöhnliches Kochsalz zu Haargel, das Polyacrylsäure enthält, gibt. Das Gel verflüssigt sich dabei.

Abb.2
Polyacrylsäure in Knäuelform
Hinweis
Polyacrylsäure ist auf der anderen Seite so stark hygroskopisch, dass sie ein Mehrfaches des eigenen Gewichts an Wasser aufnehmen kann. Für den Einsatz als so genannter Superabsorber werden die Polymerketten durch vereinzelte kovalente Bindungen untereinander verknüpft. Diese leichte Vernetzung ist notwendig, um die Unlöslichkeit des Polymers in Wasser zu gewährleisten. Die Lücken und Hohlräume des Netzwerks werden durch Wasser ausgefüllt. Dadurch entsteht ein Hydrogel.
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