Polysaccharidchemie

Stärke ist einer der wichtigsten Reservestoffe der pflanzlichen Zelle und aus Amylose sowie Amylopektin aufgebaut. Genauso wie bei der Cellulose, sind 3 Hydroxyl-Gruppen pro Anhydro-Glukoseeinheit für Deravatisierungsreaktionen zugänglich. Stärkeether können
z. B. als Verdickungs-, Flockungs-, Klebehilfs-, Schlichte- und Tablettensprengmittel eingesetzt werden und sind in Produkten der Lebensmittel-, der Papier- und Textilindustrie, in Medizin und Pharmazie anzutreffen.
Als Beispiel für die Synthese von Stärkeether soll hier die Herstellung von hochsubstituierten Carboxymethylstärken (CMS) genannt werden. Durch entsprechende Optimierung der Reaktionsbedingungen kann CMS in einem Schritt mit DS-Werten bis zu 1,7 hergestellt werden. Die Produkte zeigen interessante rheologische Eigenschaften, etwa eine sehr hohe Viskosität, die je nach Anwendung in einem breiten Bereich einstellbar ist.

Auch Stärkeester sind für Anwendungen in Lebensmitteln, in der Papier- und Textilindustrie sowie für Medizin- und Pharmazieprodukte von Interesse.
So ist beispielsweise die Viskosität von Stärkephosphaten in einem weiten Bereich von feststehenden Gelen bis hin zu leicht fließenden Flüssigkeiten einstellbar. Hochsubstituierte Produkte mit DS-Werten bis zu 1,5 zeichnen sich zusätzlich durch eine hohe Wasseraufnahme und eine ausgeprägte Polyelektrolyteigenschaft aus.

Der Einsatz von thermoplastischen Produkten auf Basis von Polysacchariden wie Stärkeestern ist in vielen Bereichen denkbar. In den Untersuchungen konnten verschiedene Stärkeester mit Festigkeiten im Bereich um 30 MPa und Elastizitätsmodulen um 2 GPa sowie Bruchdehnungen bis zu 30 Prozent erhalten werden. Ein neues, am Fraunhofer IAP entwickeltes Verfahren zur Herstellung von Stärkemischestern erlaubt es, die gewünschten Eigenschaften durch Variation der Substituenten in einem breiten Bereich einzustellen. Ein weiterer Vorteil der entwickelten Produkte ist die geringe Wasseraufnahme im Vergleich zu bekannten auf Stärke basierenden Materialien.