Andreas Ruttscheid :

Synthese und Charakterisierung von superabsorbierenden Polymeren mit Kern/Schale-Struktur

Dissertation angenommen durch: Universität Duisburg-Essen, Campus Duisburg, Fakultät für Naturwissenschaften, Institut für Chemie, 2004-03-10

BetreuerIn: Prof. Dr. Werner Borchard , Universität Duisburg-Essen, Campus Duisburg, Fakultät für Naturwissenschaften, Institut für Chemie

GutachterIn: Prof. Dr. Werner Borchard , Universität Duisburg-Essen, Campus Duisburg, Fakultät für Naturwissenschaften, Institut für Chemie
GutachterIn: Prof. Dr. Wiebren S. Veeman , Universität Duisburg-Essen, Campus Duisburg, Fakultät für Naturwissenschaften, Institut für Chemie

Schlüsselwörter in Deutsch: Cyanacrylat, Glaskügelchen, Glasübergangstemperatur, Guaran, Lösungspolymerisation, Oberflächenvernetzung, Polyacrylat, Polycyanacrylat, Polyvinylbutyral, Quellung, Superabsorber, Suspensionspolymerisation, Verkapselung
Schlüsselwörter in Englisch: cyanoacrylate, encapsulation, glass spheres, glass transition temperature, guar, polyacrylate, polycyanoacrylate, polyvinylbutyral, solution polymerization, superabsorbent, surface crosslinking, suspension polymerization, swelling

  
   
 Klassifikation     
    Sachgruppe der DNB: 540 Chemie
  
   
 Abstrakt     
   

Abstrakt in Deutsch

Im Rahmen dieser Arbeit wurden verschiedene Methoden zur Erzeugung von Superabsorbern mit Kern/Schale-Struktur eingesetzt. Von diesen Systemen wurde erwartet, daß sie ein besseres Absorptionsvermögen in Wasser und in einer wäßrigen Salzlösung aufweisen als konventionelle Superabsorber. Durch Verkapselung von unvernetzten hydrophilen Polymeren (Guaran, Natriumpolyacrylat) mit verschiedenen Hüllenmaterialien (Polycyanacrylat, Polyvinylbutyral, vernetztes Polyacrylat) konnten keine stabilen quellungsfähigen Kern/Schale-Systeme erzeugt werden. Durch Einbettung von Natriumchlorid in vernetztes Natriumpolyacrylat wurden sogenannte osmotische Superabsorber hergestellt. Diese Systeme waren in der Lage, Wasser nicht nur in Form eines gequollenen Polyacrylat-Gels, sondern (als Folge der osmotischen Wirkung des eingebetteten Salzes) auch in Form einer Salzlösung im Inneren der Teilchen aufzunehmen. Außerdem wurden durch Einbettung von Glashohlkügelchen in vernetztes Natriumpolyacrylat Superabsorber erhalten, die zwischen den Glaskügelchen und der Polyacrylat-Matrix zusätzliches freies Wasser aufnehmen konnten. Zur Charakterisierung der hergestellten Superabsorber wurden Quellungsmessungen und NMR-spektroskopische Untersuchungen durchgeführt.

Abstrakt in Englisch

In the course of this thesis different methods to generate superabsorbents with core/shell structure were employed. These systems were expected to exhibit improved absorbent capabilities in water and in an aqueous saline solution (compared to conventional superabsorbents). By encapsulating uncrosslinked hydrophilic polymers (guar, sodium polyacrylate) with different shell materials (polycyanoacrylate, polyvinylbutyral, crosslinked polyacrylate) it was impossible to generate stable swellable core/shell systems. By embedding sodium chloride into crosslinked sodium polyacrylate so-called osmotic superabsorbents were synthesized. These systems were capable of taking up water not only in form of a swollen polyacrylate gel, but (as a consequence of the osmotic effect of the embedded salt) also in form of an aqueous saline solution in the interior of the particles. Furthermore, by embedding hollow glass spheres into crosslinked sodium polyacrylate superabsorbents were obtained which could take up additional free water between the glass spheres and the polyacrylate matrix. For characterization of the synthesized superabsorbents swelling measurements and NMR spectroscopic investigations were performed.