Dr. habil. W. Jaeger
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30.06.2001

Als tragfähiges Verfahren, dass zu dem genannten Ziel führt, erwies sich eine neue Variante der "grafting form" Methode durch Einführung thermisch spaltbarer Initiatorgruppen in das Stärkemolekül. Dabei werden aktive Spezies auf der polymeren Pfropfgrundlage gebildet, wodurch die Polymerisation der Pfropfkette gestartet wird. Dazu werden zunächst reaktive niedermolekulare Azoinitiatoren mit geeigneten Stärken zu Makroinitiatoren umgesetzt, die dann nach thermischer Initiierung die Pfropfcopolymerisation starten. Jetzt bilden auch die kationischen Vinylmonomere ausschließlich die gewünschten Pfropfcopolymere ohne Homopolymerbildung. Voraussetzung ist, dass Stärkemakroinitiatoren mit asymmetrischer Struktur und nur gering übertragungsaktive Monomere verwendet werden. Bei diesem Verfahren sind hohe Monomerumsätze und variabel einstellbare Längen der Pfropfäste erzielbar. Orientierende Untersuchungen ergaben, dass die Stärkemakroinitiatoren als gleichzeitig initiierende und stabilisierende Agenzien bei der Emulsionspolymerisation wasserunlöslicher Monomere zu Dispersionen mit bemerkenswerten Eigenschaften führen. Die Stärkekomponente stabilisiert die Polymerkolloide und ist durch kovalente Bindungen fest an den Partikeln verankert. Es resultieren Dispersionen mit sehr geringer Polydispersität und ausgezeichneter Elektrolytstabilität. Die Dispersionen bilden kolloidale Kristalle. Vergleichend wurden Untersuchungen zur radikalischen Stärkepfropfung durch Initiierung mit Cer-Salzen sowie unter Verwendung von speziell synthetisierten Stärke-Makroreglern durchgeführt. Ein Vergleich der Produktparameter von Stärkepfropfcopolymeren aus makroinitiierter und Cer(IV)-initiierter Polymerisation ergibt, dass im erst genannten Fall meist längere Pfropfketten und eine höhere Pfropffrequenz bei vergleichbaren Monomerumsätzen registriert werden. Applikationsuntersuchungen betrafen vorrangig die Anwendungen der Pfropfcopolymere als Prozesshilfsmittel bei der Fest-Flüssig-Trennung.

Es ist Ziel dieses Vorhabens, neue Stärkeprodukte für einen breiten Anwendungskreis herzustellen und dabei gleichzeitig die technologischen Grundlagen für das Syntheseverfahren zu erarbeiten. Dabei werden eine Reihe neuer Stärkederivate gewonnen, deren erwartete Eigenschaftsprofile die Optimierung bekannter sowie die Erschließung neuer Anwendungen verspricht. Die Produktentwicklungen sehen die Herstellung kationisch, kationisch-hydrophob und hydrophob modifizierte Materialien vor. Die Synthese selbst soll durch neue Verfahren der radikalischen Pfropfung von Vinylmonomeren auf Stärkepolysaccharide erfolgen. Als Vinylmonomere werden technisch verfügbare Produkte eingesetzt. Zielgrößen sind vorrangig variabel bis zu hohen Substitutionsgraden einstellbare Pfropfdichten und kurze Pfropfäste. Anwendungsuntersuchungen im Labor und technischen Maßstab sowie Arbeiten zum up-scaling erfolgen in enger Kooperation mit einem Industriepartner.