Polyacrylsäure

Eigenschaften

Polyacrylsäure – als Pulver – ist weiß, hygroskopisch, entweder ohne wahrnehmbaren Geruch oder leicht säuerlich riechend. Das Polymer ist wenig quervernetzt und enthält 56 % bis 68 % Carboxylgruppen. Der pK_A-Wert liegt bei 6,0 ± 0,5 (Carbopol 934). Die Angaben zur Schüttdichte variieren zwischen ca. 0,2 g·cm⁻³ und 2,08 g·cm⁻³ bei einer Teilchengröße von 2 bis 6 µm. Polyacrylsäuregranulate haben Korngrößen von etwa 180 bis 425 µm.

1%ige wässrige Polyacrylsäuresuspensionen weisen einen pH-Wert von 2,5 bis 3,2 auf. Erst nach Zugabe eines Protonenakzeptors (z.B. Trometamol (Tris), Ammoniumhydroxid (Ammoniakwasser) oder Natriumhydroxid (Natronlauge)) setzt die Gelbildung ein: die Carboxylgruppen werden deprotoniert und stoßen sich ab, die zuvor geknäuelten Polymerketten strecken sich und bilden ein Linearkolloidgerüst, in welches das Wasser eingelagert wird. Die Gelbildung ist pH-abhängig. Wird ein bestimmter pH-Wert überschritten, bricht das Gelgerüst zusammen und das Gel verflüssigt sich. Auch gegenüber starken Säuren, mehrfach geladenen Kationen und kationischen Polymeren sind die Gelstrukturen empfindlich. Bereits geringe Kationenkonzentrationen (etwa Ca²⁺, Al³⁺) können zur Verflüssigung bzw. Koagulation (Ausflockung) des Gels führen. Stabilisierend wirkt sich in solchen Fällen die Komplexierung der mehrwertigen Kationen mit beispielsweise Natriumedetat aus.

Je nach Polymerisationsgrad (Molmasse) unterscheidet man verschiedene Typen, deren Gele sich in ihrer Viskosität unterscheiden.

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