Chemie für nachhaltige Baustoffe

N,N‚-Methylenbisacrylamid (BIS) ist ein sehr beliebter Vernetzer für die radikalische Polymerisation in Wasser. Es ist hochreaktiv, neigt aber zur alkalischen Hydrolyse und leidet unter einer geringen Löslichkeit. Diese Studie zeigt, dass BIS mit langsam polymerisierenden Systemen wie N,N-Diallyldimethylammoniumchlorid (DADMAC), nur inhomogene Netzwerke bildet. Dies hat zur Folge, dass Gele mit sehr geringen Vernetzungsdichten, d. h. hohen Quellfähigkeiten, während des Quelltests zerfallen. Kohärente, d. h. hochvernetzte Gele sind aufgrund der Löslichkeitsgrenze nicht zugänglich. Eine vielversprechende Alternative sind multivalente Tetraallyl-Verbindungen, wie z. B. von denen Tetraallylammoniumbromid, N,N,N‚,N‚-Tetraallylpiperaziniumdibromid und N,N,N‚,N‚-Tetraallyltrimethylendipiperidindibromid. Bei diesen verläuft die Copolymerisation mit DADMAC im Gegensatz zu BIS statistisch. Die Gelierung mit den neuen Tetraallyl-Vernetzern verläuft jedoch viel langsamer als bei BIS und folgt der Reihenfolge TAPB < TAMPB < TAAB, aber die Unterschiede werden mit zunehmendem mit zunehmendem Gehalt deutlich geringer. Bei niedrigen Gehalten ermöglichen alle drei die Herstellung von Gelen mit hohen Quellfähigkeiten von bis zu 360 g/g.

T. B. Mrohs, O.Weichold
Multivalent Allylammonium-Based Cross-Linkers for the Synthesis of Homogeneous, Highly Swelling Diallyldimethylammonium Chloride Hydrogels
Gels 2022, 8, 100. https://doi.org/10.3390/gels8020100