Schutzkolloide (auch Schutzcolloid) sind fast ausschließlich hochmolekulare Verbindungen, die bei Fällungsreaktionen, d. h. bei Reaktionen, in denen aus einer homogenen flüssigen Phase eine feste Phase ausgeschieden wird, ein Zusammenklumpen (Agglomerieren, Aggregation, Ausflocken, Koagulieren) der Primärpartikel verhindern. Von den Schutzkolloiden zu unterscheiden sind die Dispergieradditive, die nachträglich zu einer Suspension hinzu gegeben werden.
Wirkungsmechanismus Bearbeiten
Die Schutzkolloide lagern sich mit ihrem hydrophoben Teil an die Primärpartikel an und wenden ihren polaren, d. h. hydrophilen Molekülteil der wässrigen Phase zu. Durch diese Anlagerung an der Grenzfläche verringern sie die Grenzflächenspannung und verhindern die Agglomeration der Primärteilchen. Zudem erhöhen sie die Viskosität an der Grenzfläche und, da alle Schutzkolloide große Mengen Wasser zu binden vermögen, erhöht sich gleichzeitig die Viskosität der betreffenden Dispersion.
Um die Schutzwirkung verschiedener Schutzkolloide zu vergleichen, wurde von Richard Zsigmondy 1901 die sogenannte Goldzahl definiert. Sie ist die Menge Schutzkolloid, die den Farbumschlag einer kolloiden Goldlösung verhindert. Wolfgang Ostwald verwendete anstelle der kolloiden Goldlösung eine kolloide Kongorubinlösung und definierte 1919 die Kongorubinzahl. V. Bermann definierte eine Eisenzahl. In diesen Definitionen wird die Wasserstoffkonzentration der Hydrosole und der Schutzkolloide nicht berücksichtigt.
Anwendungsbeispiele Bearbeiten
Lichtempfindliche Schichten in der Analogfotografie Bearbeiten
In der analogen Fotografie werden die lichtempfindlichen Schichten aus Silberbromid mit Hilfe eines Schutzkolloids hergestellt. Das klassische Schutzkolloid ist dabei die Gelatine, die bei der Reaktion zwischen Silbernitrat und Bromidsalz das Zusammenklumpen der Kristalle verhindert und so für eine gleichmäßige Verteilung sorgt.
Suspensionspolymerisationen Bearbeiten
Bei einer Suspensionspolymerisation wird ein Verklumpen der Monomertröpfchen sowie der Produktperlen während der Reaktion verhindert.
Arten von Schutzkolloiden Bearbeiten
Es sind meist wasserlösliche Polymere wie teilverseiftes Polyvinylacetat, Polyvinylalkohol Polyvinylpyrrolidon; Celluloseether (Tylose) wie zum Beispiel Methylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Hydroxypropylmethylcellulose; Polyacrylate, Stärke, Proteine, Alginate, Pektine und Gelatine.
Quellen und Einzelnachweise Bearbeiten
- Glossar: Schutzkolloide in der ChemgaPedia
- Schutzkolloid im Fachlexikon für Putze & Beschichtungen
- Raph. Ed. Liesegang: Kolloidchemische Technologie: Ein Handbuch kolloidchemischer Betrachtungsweise in der chemischen Industrie und Technik. Springer, 1932, ISBN 3-642-49919-8 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).