Hydrotrope und Klarsteller

Was sind Hydrotrope und Klarsteller?

Hydrotrope sind Substanzen, die zur Steigerung der Löslichkeit von schwer löslichen Verbindungen wie Eiweißen, höherkettigen Kohlenhydraten, Ölen, Fetten oder apolaren Lösungsmitteln in Wasser beitragen. Dadurch wirken sie als sogenannte Lösevermittler. Ein weiterer Effekt ihres Einflusses ist die Klärung von trüben Flüssigkeiten. Daher werden Hydrotrope auch als Klarsteller bezeichnet. Hydrotrope Substanzen stellen außerdem keine einheitliche Stoffgruppe dar.

Welche Arten von Hydrotropen gibt es?

Es sind zwei Gruppen von Hydrotropen bekannt. Zum einen sind das hydrotrope Substanzen ohne Tensidcharakter und zum Anderen Hydrotrope mit Tensidcharakter.

Zu den Hydrotropen ohne Tensidcharakter zählen unter anderem Harnstoff, Glykolethersulfat, Xylolsulfonat oder Cumolsulfonat. Diese Stoffe dienen ausschließlich als Lösevermittler.

Hydrotrope mit Tensidcharakter entfalten neben ihren lösevermittelnden Eigenschaften wie andere Tenside auch eine reinigende Wirkung. Daher werden sie sehr gerne als Zusatzstoffe in Wasch- und Reinigungsmitteln eingesetzt, um deren Reinigungskraft zu verstärken.

Wirkungsweise von Hydrotropen

Hydrotrope Substanzen enthalten in ihrem Molekül sowohl hydrophobe als auch hydrophile Gruppen. Mit dem hydrophoben Teil des Moleküls umhüllen die entsprechenden Hydrotrope wasserunlösliche Stoffe und bilden mit diesen eine sogenannte Dispersion. Dadurch erscheinen die Teilchen der wasserunlöslichen Substanz nach außen als hydrophil. Das wasserunlösliche Teilchen wird also mithilfe von Hydrotropen wasserlöslich. Diese Eigenschaft bildet für fast alle Hydrotrope, ob mit oder ohne Tensidcharakter, die Grundlage für dessen lösungsvermittelnde Wirkung.

Eine weitere Möglichkeit zur Steigerung der Wasserlöslichkeit, die Bildung von Mischkristallen, soll hier nur kurz erwähnt werden. Hier geht es darum, die Wasserlöslichkeit kristalliner Festkörper durch den Eintrag von Fremdatomen ins Kristallgitter zu verbessern.

Hydrotrope Tenside

Neben ihrer Eigenschaft, hydrophobe Stoffe zu umhüllen und diese dadurch hydrophiler erscheinen zu lassen, haben hydrotrope Tenside außerdem die Fähigkeit, mit anderen Tensidmolekülen sogenannte Mischmizellen zu bilden. In diesen Mischmizellen ist die Struktur gegenüber der reinen Mizelle mit nur einem Tensid verändert.

So wird es unter anderem mithilfe von hydrotropen Tensiden erst möglich, nichtionische Tenside wie Alkylglucoside in elektrolythaltigen Reinigern besser einzuarbeiten. Außerdem können nichtionische Tenside auch bei höheren Temperaturen in Lösung gebracht werden. Insgesamt wird dabei der Trübungspunkt erhöht, was bedeutet, dass sich die Lösung erst bei Zugabe einer höheren Konzentration an nichtionischen Tensiden eintrübt.

Gerade die Möglichkeit, nichtionische Tenside in elektrolythaltigen Lösungen gut einzubringen, ergibt für hydrotrope Tenside ein großes Einsatzpotenzial in stark alkalischen Reinigern und bei der Metallentfettung.

Außerdem bedeutet die Chance, Alkylglucoside (APGs) mithilfe von Hydrotropen verstärkt einzusetzen, umweltfreundlichere und kostensparendere Wasch- und Reinigungsmittel herzustellen. Allgemein haben APGs den Vorteil, dass sie leicht biologisch abbaubar, ungiftig und hautverträglich sind sowie mit anderen Tensiden aufgrund synergetischer Wechselwirkungen zu einer Einsparung von bis zu 50 Prozent führen können.

Wie sind hydrotrope Tenside aufgebaut?

Hydrotrope mit Tensidcharakter sind wie anionische oder auch kationische Tenside aufgebaut. Sie stellen wie andere Tenside typische Netzmittel dar, welche die Oberflächenspannung des Wassers herabsetzen. Zusätzlich führen sie noch zur Steigerung der Löslichkeit verschiedener schwer- und unlöslicher Substanzen. Im Gegensatz zu einfachen Hydrotropen haben sie aber eine längere Kohlenstoffkette im hydrophoben Teil des Moleküls, was ihren Tensidcharakter verursacht.

Typische Hydrotrope mit Tensidcharakter sind unter anderem die anionischen Tenside Alkyliminodipropionate, kurzkettige Fettalkoholsulfate oder Alkyldiphenyloxiddisulfonate. Das wichtigste kationische hydrotrope Tensid ist Quatäres Kokosalkylmethylaminethoxylatmethylchlorid. Es wird für die Herstellung von technischen Reinigern verwendet.