Superabsorber Nicola Heer Superabsorber Nicola Heer
SuperabsorberNicola Heer
Superabsorber
Nicola Heer
Inhalt
1. Was ist ein Superabsorber?
2. Wie werden Superabsorber hergestellt?
3. Wie funktioniert ein Superabsorber?
4. Verwendung von Superabsorbern
5. Literatur
01SuperabsorberNicola Heer
1. Was ist ein Superabsorber?
02SuperabsorberNicola Heer
-Superabsorber sind funktionelle Polymere
-Können bis zum 300fachen ihres Eigengewichts an Wasser absorbieren
-2004 wurden 432 Mio. € Jahresumsatz bei der DEGUSSA mit Superabsorbern
-Chemische Bezeichnung: Natriumpolyacrylat (vernetzt)
2. Wie stellt man einen Superabsorber her?
03SuperabsorberNicola Heer
Inititiation
Natriumacrylat
H2C
H
COONa
P + P CH2 C
H
COONaStarterradikalz.B. AIBN Polymerradikal
Polymerisation
P CH2 C
H
COONa
+ nH2C
H
COONa
P CH2 C
H
COONa
CH2 C CH2 C
H
COONa
H
COONan-1
Abbruchsreaktionen-Addition zweier Polymerradikale
-Addition von Starterradikal an Polymerradikal
Vernetzung des Natriumpolyacrylats
04SuperabsorberNicola Heer
Vernetzungsreaktion
CH2 C
H
COONa
+
nH2C C
H
COONa
+
H2C CH
CO
NH
CH2
NH
CO
CHH2C
CH2 CH CH2 CH CH2 CH
COONa COONaCO
NH
CH2
NH
CO
CH CH2 CH
COONa
CH2CH
COONa
CH2
Vernetzte PolymerN,N‘-Methylen-bisacrylamid (MBA)
3. Wie funktioniert ein Superabsorber?
05SuperabsorberNicola Heer
OH
H
C
O-ONa+
OH H
O HH
OH
H
Dissoziation des Natriumpolyacrylats
Absorption der Wassermoleküle durch das Polycarboxylat
O HH
OH
H
OH
H
OH
H
3. Warum funktioniert ein Superabsorber nicht mit Salzwasser?
06SuperabsorberNicola Heer
OH
H
C
O-ONa+
OH H
O HH
OH
H
Dissoziation des Natriumpolyacrylats
Aufgrund der hohen Natrium-Ionen-Konzentration ist das Dissoziationsgleich-Gewicht auf die Seite des Natriumpolyacrylats verschoben. Der Wasserabsorptionseffekt ist geschwächt, da die negative Ladung des Carboxylats von den Natrium-Ionen ausgeglichen wird.
O HH
OH
H
OH
H
OH
H
Na+
Na+Na+
Na+
Na+
Na+
4. Verwendungen von Superabsorber
07SuperabsorberNicola Heer
In der Erdölindustrie zur tertiären Erdölförderung.
Als Löschmittelzusatz
In Hygiene Produkten wie bspw. Windeln und Binden.
In Tiefseekabeln als Feuchtigkeitsschutz
5. Literatur
[1] www.degussa.de
[2] Tausch, von Wachtendonk, Chemie 2000+ Band1 und 2
[3] www.wikipedia.de
08SuperabsorberNicola Heer