imported>Leyo: /* Weblinks */ wohl dauerhaft toten Weblink (siehe ChemgaPedia) entfernt

2026-03-05T12:46:52Z

Weblinks: wohl dauerhaft toten Weblink (siehe ChemgaPedia) entfernt

Neue Seite

[[Datei:Superabsorbent Polymer.jpg|mini|Superabsorberpulver]]
[[Datei:Superabsorber Hydrogel KSG 2917 pK.jpg|mini|Mit Wasser aufgequollener Superabsorber]]
'''Superabsorber''' (Superabsorbent Polymers, SAP) werden [[Kunststoff]]e genannt, die in der Lage sind, ein Vielfaches ihres Eigengewichts an polaren Flüssigkeiten aufzusaugen. Dies sind vor allem Wasser bzw. wässrige Lösungen. 
Bei der Aufnahme der Flüssigkeit quillt der Superabsorber auf und bildet ein [[Hydrogel]]. Die Summe aus dem Volumen der Flüssigkeit und dem Volumen des trockenen Superabsorbers bleibt dabei gleich.

Die neuere Forschung im Bereich der Materialwissenschaften ermöglicht mittlerweile auch die Herstellung von Superabsorbern für Öl. Diese können das bis zu 45-fache ihres Eigengewichtes an Öl aufnehmen. Die Affinität zu Öl wird durch aliphatische und aromatische Seitenketten des Grundpolymers bewirkt.<ref>Yuan, X., & Chung, T. M. (2012). Novel solution to oil spill recovery: using thermodegradable polyolefin oil superabsorbent polymer (oil–SAP). Energy & Fuels, 26(8), 4896–4902</ref>

[[File:Superabsorber gelbildend aufgeschnitten.jpg|thumb|Gelbildender Superabsorber in aufgeschnittener Wundauflage]]

== Verwendung ==
Das Produkt kommt als weißes Granulat mit Partikelgrößen von 100 - 1.000 µm zum Einsatz. Es findet größtenteils in [[Höschenwindel|Babywindeln]], [[Damenbinde]]n, bei der [[Harninkontinenz|Inkontinenzversorgung]], in [[Verbandmaterial]] und in geringen Mengen auch in Kabelummantelungen für [[Seekabel|Tiefseeleitungen]] Verwendung. Es etablieren sich jedoch auch nach und nach andere Anwendungszwecke, wie in sogenannten Gelbetten (siehe [[Wasserbett]]), als [[Löschmittel#Gelbildner|gelbildende Löschmittel]] in der Brandbekämpfung, als mechanischer Stabilisator für Schnittblumen in einer Vase oder als Zusatz für Pflanzenerde, um dauerhaft Wasser zu speichern. Hierbei kommt jedoch wegen der besseren Umweltverträglichkeit kalilaugeneutralisierte Acrylsäure zum Einsatz. Große Hersteller für Superabsorber sind unter anderem die [[BASF|BASF SE]], [[Evonik]], oder [[Nippon Shokubai]]. Große Superabsorberabnehmer sind z. B. [[Procter & Gamble]], [[Kimberly-Clark]], Attends Healthcare Europe ([[Domtar]] Group) oder [[Svenska Cellulosa Aktiebolaget|SCA]], in Deutschland [[Hartmann Gruppe|Paul Hartmann AG]] und das Unternehmen Ontex.

Zur Erhöhung der Wasserspeicherkapazität in Böden finden seit einigen Jahren Wasserspeichergranulate (Bspw. ein vernetztes [[Copolymer]] auf [[Kalium]]salz-Basis<ref>[https://www.gefa-fabritz.de/de/boden-wasser/stockosorb.html STOCKOSORB®] ein Produkt der GEFA Produkte Fabritz GmbH.</ref>) im [[Gartenbau]], insbesondere in der Stadtbegrünung Verwendung. Untersuchungen zur Wirkungsweise und zum Verbleib gartenbaulich in den Boden eingebrachter Superabsorber wurden unter Mitwirkung der [[Justus-Liebig-Universität Gießen]] durchgeführt.<ref>Lutz Breuer, Martin Köstler, Mo Bai, Jürgen Kunstmann, Hans-Georg Frede: ''Wie super ist der Superabsorber? Ein innovatives Nachweisverfahren zum Abbau von Bodenhilfsstoffen.'' In: ''Spiegel der Forschung''; 27, 2 Sonderheft: Spitzen der Forschung; 76–81; Erscheinungsjahr: 2010; {{ISSN|0176-3008}} {{URN|nbn:de:hebis:26-opus-79995}} (Volltext online)</ref> Neben Kompositgranulaten, die aus einer hochporösen mineralischen Matrix und daran angelagerten Hydrogelpolymeren bestehen, wird auch die alternative Herstellung von Superabsorbern aus [[Stärke]] als [[Nachwachsender Rohstoff|nachwachsendem Rohstoff]] für den weltweiten Einsatz im Agrarbereich erforscht.<ref>M.D. Lechner, W. Lazik: ''Superabsorber aus nachwachsenden Rohstoffen: Synthese, Eigenschaften, Anwendung'', In: Schriftenreihe Nachwachsende Rohstoffe 18, 2001, 205–215.</ref>

== Zusammensetzung ==
{{Hauptartikel|Hydrogel}}
Hydrogele können alle vernetzten [[Polymer]]e bilden, die polar sind (z. B. [[Polyacrylamid]], [[Polyvinylpyrrolidon]], [[Amylopektin]], [[Gelatine]], [[Cellulose]]).<ref>http://www.chemgapedia.de/vsengine/vlu/vsc/de/ch/9/mac/funktionspolymere/superabsorber/superabsorber.vlu.html Superabsorber auf Chemgapedia.</ref>

Meist wird jedoch ein [[Copolymer]] aus [[Acrylsäure]] (Propensäure, H2C=CH-COOH) oder [[Natriumacrylat]] (Natriumsalz der Acrylsäure, H2C=CH-COONa) einerseits und [[Acrylamid]] andererseits verwendet, wobei das Verhältnis der beiden [[Monomer]]e zueinander variieren kann.

Zusätzlich wird ein so genannter Kernvernetzer (''Core-Cross-Linker'', CXL) der Monomerlösung zugesetzt, der die gebildeten langkettigen Polymermoleküle stellenweise untereinander durch chemische Brücken verbindet (''vernetzt''). Durch diese Brücken wird das Polymer wasserunlöslich. Dieses sogenannte ''Basispolymer'' wird eventuell einer sogenannten Oberflächen-Nachvernetzung, (Surface-Cross-Linking, SXL) genannt, unterzogen. Dabei wird eine weitere Chemikalie auf die [[Grenzfläche|Oberfläche]] der Partikel aufgebracht, die durch Erwärmung ein zweites Netzwerk nur auf der äußeren Schicht des Korns knüpft. Diese Hülle stützt das aufgequollene Gel, um auch bei äußerer Belastung (Bewegung, Druck) zusammen zu halten.

== Funktionsweise ==
Polare Polymere wie die reine Polyacrylsäure binden bereits große Mengen des ebenfalls polaren Wassers (1000fache Masse)<ref name="chemga poly">http://www.chemgapedia.de/vsengine/vlu/vsc/de/ch/9/mac/funktionspolymere/superabsorber/superabsorber.vlu/Page/vsc/de/ch/9/mac/funktionspolymere/superabsorber/polyacrylsaeure.vscml.html</ref> in ihrem Inneren und quellen dabei.

Durch die Natriumionen innerhalb der Polymerstruktur bildet das Molekül zusätzlich einen starken Salzcharakter aus, und es kommt aufgrund eines [[Osmose|osmotischen Drucks]] zur weiteren Flüssigkeitsabsorption. 
{{Belege fehlen}}
Dieser osmotische Druck bedingt letztlich die Aufnahmekapazität des Superabsorbers.

Daraus ergeben sich folgende Zusammenhänge:
Je mehr Natriumionen im Polymer eingebaut sind, desto größere Mengen Flüssigkeit können aufgenommen werden. Je höher die Konzentration an Salzen in der Flüssigkeit, desto geringer wird die Absorption ausfallen.
Dies erklärt, dass [[Destilliertes Wasser|reines Wasser]] in Größenordnungen um das mehrere Hundertfache des Superabsorbereigengewichts absorbiert wird, wohingegen Salzlösungen – z. B. [[Urin]] – die Kapazität des Superabsorbers deutlich begrenzen. So wird von einer physiologischen Kochsalzlösung nur das 100fache gebunden.<ref name="chemga poly" /> 

Innerhalb des Partikels ist die Flüssigkeit nun bestrebt, das Molekül, welches sich wie ein [[Salze|Salz]] darstellt, aufzulösen – also in diesem Falle das Natrium vom Anion-Rest zu trennen. Dabei löst sich das Natrium tatsächlich in der Flüssigkeit auf und bildet durch seine elektrische Ladung ([[Natrium|Na]]+) und den [[Dipolmolekül|Dipolcharakter]] des Wassers eine [[Hydratation|Hydrathülle]] um sich herum. 
Der organische Rest jedoch ist durch seine Polymerstruktur und insbesondere durch die Vernetzung wasserunlöslich. An den Stellen, an welchen sich im trockenen Zustand noch Natriumionen befunden haben, bleiben nun aber unbesetzte Stellen mit negativer Ladung offen. Auch dort bilden sich Hydrathüllen, welche allerdings das Ladungsungleichgewicht nicht ausgleichen. Da diese unbesetzten Stellen in der Polymerkette unmittelbar nebeneinander auftreten können und gleiche Ladungen sich gegenseitig abstoßen, wird das Molekül immer weiter aufgespannt, um den größtmöglichen Abstand dazwischen zu erlangen. Dies ist beim Aufquellen während der Absorption deutlich sichtbar.

== Literatur ==
* Frederic L. Buchholz, Andrew T. Graham (Hrsg.): ''Modern Superabsorbent Polymer Technology''. Wiley-VCH, New York 1998, ISBN 0-471-19411-5 (englisch).
* Michael Zeuke: ''Superabsorber aus nachwachsenden Rohstoffen. Die gezielte Synthese mit nachwachsenden Rohstoffen.'' In: ''CHEMKON.'' Bd. 12, Nr. 4, 2005, [[doi:10.1002/ckon.200510029]], S. 155–159.

== Weblinks ==
* [http://www.superabsorber.de/product/superabsorber/de/downloads/schulbroschure/pages/default.aspx Superabsorber – Schulbroschüre]

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Funktionswerkstoff]]
[[Kategorie:Kunststoff]]

Superabsorber - Versionsgeschichte

imported>Leyo: /* Weblinks */ wohl dauerhaft toten Weblink (siehe ChemgaPedia) entfernt