Polyacrylsäure

Polyacrylsäure (PAA) ist ein synthetischer Kunststoffpolymer, das durch Radikalpolymerisation von Acrylsäure-Monomeren entsteht. Die wiederholende baustein ist [-CH2-CH(COOH)-]n. Aufgrund derCarboxylgruppen ist PAA hydrophil und kann in Wasser stark quellen. Durch Neutralisation mit Basen bildet es Salze wie Natriumpolyacrylat, die wasserlöslich sind; vernetzte Formen ergeben Hydrogels mit hoher Wasseraufnahmefähigkeit.

Herstellung und Struktur: PAA entsteht typischerweise durch Polymerisation der Acrylsäure unter Kontrolle von Initiatoren und gegebenenfalls Vernetzern. Die molekulare Masse variiert stark, was Viskosität und Gelvermögen beeinflusst. Veredelte oder vernetzte Varianten sind als Gel-Polymere erhältlich (z. B. Carbopol-Typen), die als Träger oder Gelbildner dienen.

Eigenschaften: PAA ist ein anionisches Polyelektrolyt. Die pH-Abhängigkeit der Carboxylgruppen (pKa ca. 4,5) führt dazu, dass das Polymer bei niedrigen pH-Werten stärker protoniert und weniger gequollen ist, während es bei höherem pH-Wert als COO− stärker aufquillt und sich die Viskosität erhöht. Lineare PAA-Lösungen sind viskos, vernetzte PAA-Gele sind wasseraufnehmend und mechanisch stabil.

Anwendungen: PAA dient als Verdickungs- und Stabilisierungsmittel in Kosmetika, Reinigungsmitteln, Farben und Schmierstoffen. Als Natrium- oder Kaliumpolyacrylat wird es als Dispersionsstabilisator verwendet. Vernetzte PAA-Polymere (Superabsorber) finden breite Anwendung in Hygieneprodukten wie Windeln, sowie als Gelbildner in pharmazeutischen und kosmetischen Produkten.

Sicherheit und Umwelt: PAA-Stoffe können Augen- und Hautreizungen verursachen; Staub inhalation vermeiden. In der Praxis werden geeignete Sicherheitsmaßnahmen und Schutzvorkehrungen getroffen. Polyacrylsäure und ihre Salze gelten als chemisch stabil, sollten jedoch entsprechend der jeweiligen Formulierung gehandhabt werden.