Polysaccharidchemie

Das Polysaccharid Cellulose ist der wichtigste Gerüstbildner der Pflanzenwelt und als Rohstoff nahezu unerschöpflich. Cellulose als natives Polymer bietet die Möglichkeit, den steigenden Bedarf nach umweltgerechten, nachhaltigen und biokompatiblen Materialien zu bedienen. Die auffällige Polyfunktionalität und die hohe Kettensteifigkeit sind charakteristische Eigenschaften der Cellulose.

Cellulosederivate sind durch eine Vielzahl von Reaktionen darstellbar. Die Eigenschaften werden durch Kettenlänge (Polymerisationsgrad), Substitutionsgrad (DS) und Verteilung der Substituenten entlang der Polymerkette bestimmt. Eine Reihe von Entwicklungen von Cellulosen mit speziellen Eigenschaften, wie Teilchengröße, Porosität und Oberfläche stellt eine Basis für verschiedene Applikationen dar. Ein Beispiel dafür sind sphärische Cellulosepartikel, sogenannte Perlcellulosen. Diese hochporösen Materialien werden nach chemischer Funktionalisierung u. a. als Trenn- und Trägermaterialien oder zur Wirkstoffbindung angewendet.

Durch vollständige oder partielle Substitution der Wasserstoff-Atome an den Hydroxylgruppen der Cellulosen durch Alkyl- oder Arylalkyl-Gruppen können Celluloseether hergestellt werden. Die resultierenden Ether oder Mischether können nicht-ionische, anionische oder kationische Gruppen enthalten und z. B. als Filmbildner, Klebstoff, Schutzkolloid, Viskositätsregulator, Stabilisator und Waschhilfsmittel eingesetzt werden und sind in Baustoffen, in der Textil-, Papier- und Kabelindustrie, in der Pharmazie, in Bergbau und Erdölförderung sowie in der Landwirtschaft anzutreffen.

Anionische Cellulosesulfate reagieren mit kationischen Polymeren zu sogenannten Polyelektrolytkomplexen oder auch Symplexen. Damit gelingt nicht nur die Herstellung von sphärischen Kapseln, welche sich zur Immobilisierung einer Vielzahl von Substanzen, Enzymen, Zellen und Bakterien eignen, sondern auch von Membranen, die zur Trennung von Wasser-Alkohol-Gemischen eingesetzt werden. Außerdem können Cellulosesulfate gerinnungshemmende Eigenschaften haben.