Der Schaum stört nur
	Der Schlüssel: die Molekülstruktur
	Strategie: Das Verhältnis von hydrophilen und hydrophoben Teilen variieren
	Eigenschaften ausbalancieren
	Test so wichtig wie Synthese

 
Wenn viel Schaum entsteht, dann werden auch die Teller sauber - diesen Zusammenhang kennt man vom normalen Geschirrspülen mit der Hand. Aber in vielen Fällen ist Reinigungskraft ohne Schaum gefragt, zum Beispiel in der Geschirrspülmaschine oder bei der maschinellen Wäsche von Mehrwegflaschen. Forscher der BASF haben deshalb Tenside entwickelt, die Schmutz lösen können, ohne Schaum zu entwickeln. Sie erreichten dieses Ziel, indem sie die Struktur der Tensid-Moleküle optimierten.

 
Bei maschinellen Reinigungsverfahren ist Schaum ein Störfaktor, denn Wasserstrahlen können nicht mehr ungehindert auf Geschirr oder andere zu säubernde Gegenstände treffen. Außerdem wäre ein schäumender Reiniger kaum mehr vollständig vom Geschirr zu entfernen und würde dort Flecken hinterlassen. Einen Reiniger entwickeln, der nicht schäumt, bedeutete für die Forscher der BASF: zwei scheinbar gegensätzlichen Aspekte in einem Produkt zu vereinen. Außerdem waren ökologische Unbedenklichkeit und kostengünstige Herstellung wichtige Anforderungen.

 
Die Reinigungskraft von Tensiden und Seifen liegt in der Struktur ihrer Moleküle begründet: Solche Moleküle besitzen gleichzeitig hydrophile und hydrophobe Teile. Hydrophobie ist vereinfacht ausgedrückt ein Maß für die Löslichkeit einer Verbindung in Öl, während Hydrophilie die Löslichkeit in Wasser angibt. Dank dieser Struktur kann ein Tensid eine Ölschicht in Wasser auflösen oder fettige Verkrustungen aus Pfannen lösen. Tenside mit einer derartigen Molekülstruktur neigen aber zugleich auch zur Schaumbildung, da sie keinen Unterschied zwischen der Schmutz-Wasser-Grenzfläche (Reinigen) und der Luft-Wasser-Grenzfläche (Schäumen) machen.

 
Wie aber kann man einem Tensid beibringen, die Schmutz-Wasser-Grenzfläche von einer Luft-Wasser-Grenzfläche zu unterscheiden? Prinzipiell gelingt das, indem der Unterschied zwischen dem hydrophilen Teil und dem hydrophoben Teil teilweise ausgeglichen wird. Dazu wird der hydrophobe Teil hydrophiler gemacht und der hydrophile Teil hydrophober. Damit kann sich das Molekül schlechter an der klar definierten Wasser-Luft-Grenzfläche orientieren. Die beweglichere Wasser-Schmutz-Grenzfläche gibt aber genug Möglichkeiten für das Tensid, einen geeigneten Ort für die Anlagerung zu finden.

Exemplarisch ist dies in obiger Struktur dargestellt. Der Forschungserfolg wurde greifbar durch die Verwendung substituierter Epoxide. Allerdings ist der Rest R in der Grafik nicht für jeden Baustein der Polymerkette identisch. Es können z. B. auch Mischungen von Epoxiden polymerisiert werden (sogenannte Copolymere).

 
Die Forscher mussten bei der Entwicklung der schaumarmen Tenside noch weitere Eigenschaften perfekt ausbalancieren. Sehr schaumarme Verbindungen schneiden nämlich schlecht ab bei den Benetzungseigenschaften und umgekehrt. Auch die biologische Abbaubarkeit und die Toxizität gegenüber Wasserorganismen befinden sich in einem solchen Wechselspiel.

Letztere Eigenschaften hängen mit der Verzweigung der Moleküle zusammen: Hydrophobteile mit geringem Verzweigungsgrad sind hervorragend biologisch abbaubar aber stark aquatoxisch. Umgekehrtes gilt für stark verzweigte Strukturen. Die Lösung lag darin, den besten Verzweigungsgrad der Moleküle zu treffen.