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Mit FAVOR®-Superabsorbern
experimentieren
Eine Broschüre für Nachwuchswissenschaftler
2
Der FAVOR®-Superabsorber
ist nur ein Beispiel für die
vielen Innovationen, die
Evonik zur kreativen Kraft
in der Spezialchemie machen.
Die Bezeichnung FAVOR® ist eine geschützte Marke der Evonik Stockhausen GmbH.
Sie ist im Text in Großbuchstaben geschrieben.
Inhalt
Welches Geheimnis steckt hinter trockenen Baby-Popos? .........................	03
Der Evonik-Standort Krefeld ....................................................................	04
Der Standort Krefeld innerhalb der Evonik Industries AG ...........................	05
Superabsorber – Produkte für die Hygieneindustrie ...................................	06
Schritte der Superabsorber-Produktion ....................................................	07
Die Windel der Zukunft ...........................................................................	08
Richtiger Umgang mit Superabsorbern ....................................................	09
Versuche mit FAVOR®-Superabsorbern ...................................................	10
Dem Geheimnis der Windel auf der Spur .................................................	13
Hintergrundinformationen zu den Versuchen ...........................................	14
Nachwuchs fördern ................................................................................	16
FAVOR® Superabsorber ..........................................................................	17
Notizen .................................................................................................	18
Impressum ..............................................................................................	20
Welches Geheimnis steckt hinter trockenen Baby-Popos?
Superabsorber der Marke FAVOR®!
Wie diese hochsaugfähigen Polymere, die vor allem in Babywindeln, Damenhygiene- und
Inkontinenzprodukten eingesetzt werden, funktionieren, wie sie hergestellt werden und
vieles mehr enthält diese Broschüre, die speziell für Schulen entwickelt wurde.
Aufgrund seiner interessanten und an-
schaulichen Eigenschaften ist der Super-
absorber besonders für den Unterricht
geeignet. Er quillt innerhalb kürzester Zeit
bei Kontakt mit wässrigen Flüssigkeiten
zu einem Gel auf, das selbst unter Druck
die einmal gebundene Flüssigkeit fest ein-
schließt und speichert.
Jugend forscht
Superabsorber sind aber nicht nur in der
Schule Teil des Lehrplans, auch im Wett-
bewerb „Jugend forscht“ experimentie-
ren Schüler mit dem Produkt und suchen
beispielsweise nach neuen Anwendungs-
feldern, natürlich mit Unterstützung von
Evonik-Experten, die Material und Know-
how zur Verfügung stellen. Es gewannen
sogar zwei Krefelder Gymnasiasten mit
ihrer Arbeit über „Superabsorber in Syn-
these und Anwendung“ den dritten Platz
im Landeswettbewerb „Jugend forscht“.
Diese Broschüre soll Nachwuchskräfte für
Chemie begeistern und die Neugier für
naturwissenschaftliche Fragestellungen
wecken. Schüler und Studenten sollten
möglichst viel selbst experimentieren und
so den Bezug zu ihrem Alltag herstellen.
Umfassende Informationen
Die Broschüre enthält Versuchsdarstel-
lungen, sie informiert über den Einsatz
von Superabsorbern und die Entwicklung
von Babywindeln. Darüber hinaus wird
der Evonik-Standort Krefeld porträtiert,
an dem die Superabsorber unter anderem
hergestellt werden. Informationen über
Praktika- und Ausbildungsplätze sowie
über Diplomandenstellen runden das An-
gebot ab.
Für die Windeln dieser Welt:
FAVOR®-Superabsorber.
Ein Produkt, das
Forscherherzen
höher schlagen
lässt.
3
Der Evonik-Standort Krefeld
Der Produktionsschwerpunkt lag in der Anfangszeit noch auf Seifen, die als Hilfsmittel für
die Textilindustrie in der Samt- und Seidenstadt Krefeld rege Verwendung fanden. Ein Mei-
lenstein in der Standortgeschichte war die Inbetriebnahme der ersten Großproduktionsanlage
für Superabsorber im Jahr 1986.
Die Superabsorber nehmen eine Spit-
zenposition auf dem Weltmarkt ein.
Hauptabnehmer sind Unternehmen der
Hygieneindustrie, die diese hochsaug-
fähigen Produkte unter anderem für die
Herstellung von Babywindeln nutzen.
Eingearbeitet in Babywindeln sorgen die
Superabsorber der Marke FAVOR® dafür,
dass Baby-Popos trocken bleiben. Die
pulverförmigen Polymere können unter
Bildung eines Gels Flüssigkeitsmengen
bis zum 500-fachen ihres Eigengewichts
aufnehmen und speichern. Deshalb finden
sie neben den Babywindeln auch Verwen-
dung in Produkten der Erwachsenen- und
Damenhygiene.
Außerdem werden am Standort Krefeld
Schutz-, Pflege- und Reinigungsprodukte
für die arbeitsbelastete Haut (Marke
STOKO®) hergestellt. Damit gehört Evonik
zu den Marktführern in Europa. Die Kunden
kommen aus verschiedenen Industriebran-
chen, zu den bedeutendsten zählen die
Automobil-, Stahl- und Chemieindustrie.
Integrierter Umweltschutz
Keimzelle der innovativen Produktent-
wicklungen und Systemlösungen sind
strenge Qualitätskriterien. Der Evonik-
Standort Krefeld ist nach DIN EN ISO
9001 und DIN EN ISO 14001 zertifiziert.
Standards für Sicherheit, Umweltschutz
und Qualität sind in einem Management-
system integriert und garantieren den Kun-
den hochwertige und umweltverträgliche
Produkte sowie optimale Dienstleistungen.
Das Werk II der Crefelder Seifen-
fabrik Stockhausen & Traiser wurde
1907 am heutigen Bäkerpfad
gegründet.
4
Ein Standort
mit Tradition.
Der Standort Krefeld innerhalb der Evonik Industries AG
Evonik, der kreative Industriekonzern aus Deutschland, ist eines der weltweit führenden Un-
ternehmen der Spezialchemie. Die Aktivitäten des Konzerns sind auf die wichtigen Mega-
trends Gesundheit und Ernährung, Ressourceneffizienz sowie Globalisierung konzentriert.
Der Evonik-Standort Krefeld ist ein so ge-
nannter „Multi-User-Standort“, das heißt,
ein Standort, dessen Infrastruktur mehre-
re Geschäftseinheiten gemeinsam nutzen.
Rund 1.000 Mitarbeiter sind hier tätig.
Die Produktpalette reicht von Superab-
sorbern über Hautschutzprodukte bis hin
zu speziellen Polymeren für die Landwirt-
schaft, die Kabel- und Verpackungsindus-
trie sowie die Brandbekämpfung.
Darüber hinaus befinden sich die Firmen
Ashland Deutschland GmbH (Wasserche-
mie) und Bozzetto GmbH (Textilhilfsmit-
tel) am Standort.
Neue Ideen fördern
Der Schlüssel zum internationalen Erfolg
ist Flexibilität. Eine Vorraussetzung hier-
für ist insbesondere der offene Dialog mit
Kunden und Mitarbeitern, der neue Ideen
fördert. Wir am Evonik-Standort Krefeld
haben früh erkannt, dass durch ständi-
ges Lernen voneinander die Ziele des
Unternehmens erreicht werden können:
Ökonomischer Erfolg und ökologisch ver-
antwortungsvolles Handeln stehen gleich-
berechtigt nebeneinander. Nur so sind der
Ausbau vorhandener und die Entwicklung
neuer Geschäftsfelder möglich.
Mit unserer Spezialchemie
adressieren wir ökonomi-
sche Megatrends und
erschließen dadurch
attraktive Zukunftsmärkte.
Besonders aussichtsreiche
Perspektiven sehen wir
bei Ressourceneffizienz,
Gesundheit und Ernährung
sowie der Globalisierung
von Technologien.
Erfolgreicher
Chemiestandort.
5
Evonik gehört zu den weltweit führen-
den Herstellern und Anbietern für Su-
perabsorber. Die Produkte werden nicht
nur in Anlagen am Standort Krefeld,
sondern auch in Rheinmünster (Deutsch-
land) sowie in Greensboro und Garyville
(USA) hergestellt. Die Versorgung mit
dem Hauptrohstoff Acrylsäure erfolgt
über ein Joint Venture an den Standor-
ten Marl (Deutschland) und Deer Park
(USA). Um die Spitzenposition auf dem
Weltmarkt weiterhin zu sichern, arbeiten
wir an immer neuen Ausstattungsvari-
anten der FAVOR®-Superabsorber: für
Inkontinenzprodukte mit noch besse-
rer Geruchsbindung, für immer dünner
werdende Damenhygieneartikel und für
optimierte Babywindeln mit noch höhe-
rer Leistungsfähigkeit. Damit ist sicher-
gestellt, dass die Erfolgsgeschichte dieser
hocheffektiven Flüssigkeitsspeicher auch
in den kommenden Jahren fortgeschrie-
ben wird.
Superabsorber – Produkte für die Hygieneindustrie
Insbesondere Eltern wissen den Wert der sehr nützlichen Superabsorber zu schätzen – jeden
Tag, jede Nacht und überall. Denn eingearbeitet in Babywindeln sorgen die Superabsorber
der Marke FAVOR® dafür, dass Baby-Popos trocken bleiben.
Die pulverförmigen Polymere können
unter Bildung eines Gels Flüssigkeits-
mengen bis zum 500-fachen ihres Eigen-
gewichtes aufnehmen und speichern. Je
nach Anwendung sind unterschiedliche
Superabsorber erforderlich. Ihre Eigen-
schaften müssen vor allem auf die Art
der zu absorbierenden Flüssigkeit hin
optimiert werden. Selbst der Urin eines
Babys und eines Erwachsenen stellen
unterschiedliche Anforderungen an die
Produkte.
Immer dünner
Durch den Einsatz von Superabsorbern
konnten Windeln, Inkontinenz- und Da-
menhygieneprodukte trotz gesteigerter
Aufnahmekapazität immer dünner wer-
den – was nicht nur eine enorme Ver-
besserung des Tragekomforts zur Folge
hatte, sondern auch weniger Verpackung
und Abfall bedeutet.
Wir forschen an Superabsorbern
mit noch besseren Eigenschaften,
die die Produktion von erheblich
dünneren Windeln erlauben.
Hocheffektive
Flüssigkeitspeicher.
6
Schritte der Superabsorber-Produktion
Der Superabsorber besteht aus einem Netzwerk hydrophiler Polymerketten.
Seine wichtigste Eigenschaft ist es, Flüssigkeiten aufzunehmen und sie auch
unter Druck nicht wieder abzugeben.
Monomer-Lösung wird zu Poly-
acrylsäure/Natrium-Polyacrlyat
polymerisiert.
Gel-Block wird zerkleinert. Zerkleinertes Gel wird
getrocknet.
Getrocknete, grobe Stücke
werden gemahlen.
Grobes Pulver wird gesiebt.
Neben einer Anzahl wichtiger
funktioneller Komponenten stellt
die Acrylsäure den Hauptstoff zur
Herstellung von Superabsorbern
dar.
Am Ende hält man ein feines,
äußerst leistungsfähiges,
weißes Granulat in Händen.
7
Die Windel der Zukunft
Die Windel der Zukunft ist klein und dünn, fast wie eine Unterhose. Waren Windeln früher
noch dicke Zellstoffpakete, sind sie heute erheblich geschrumpft – dank Superabsorbern.
Anhand verschiedener Prüfmethoden
untersuchen Labormitarbeiter, wie
sich der Superabsorber in Hygiene-
produkten verhält.
Dass Windeln um mehr als die Hälfte
kleiner und dünner wurden – von über
100 Gramm in den achtziger Jahren auf
heute nur noch 40 Gramm – zählt mit
zu den Errungenschaften, die für
den Fortschritt in der Entwicklung der
Superabsorber stehen.
Durch den Einsatz von Superabsorbern
konnte der Zellstoff in den Windeln
deutlich reduziert und das Rückhaltever-
mögen erheblich gesteigert werden.
8
Die Entwicklung von Babywindeln seit den 1980er Jahren
Windelillustration/Querschnitt
Traditionell Weiterentwickelt Premium ???
Superabsorbermenge
Windeldicke
Absorptionskapazität Absorption
gegen Druck
Permeabilität Komplexe und neue
Eigenschaften
1980s 		 1990s 		 2000s 		 Zukunft
Superabsorber Zellstoff
60
50
40
30
20
10
0
400
350
300
250
200
150
100
50
0
Einsatz von Superabsorbern in Babywindeln der Größe Maxi
g (Zellstroff/Superabsorber)			 g (Rückhaltevermögen)
Früher					 Heute
Zellstoff	 Superabsorber Rückhaltevermögen
Richtiger Umgang mit Superabsorbern
Produktverantwortung wird bei uns sehr ernst genommen. So sind wir bestrebt,
die Sicherheit unserer Produkte auch nach Verlassen unseres Hauses für jede
mögliche Anwendung sicherzustellen.
Zahlreiche gesundheitsrelevante Untersu-
chungen bestätigen, dass Superabsorber
für den Einsatz in Hygieneartikeln sicher
sind. Superabsorber sind hochwertige
chemische Produkte mit besonderen Ei-
genschaften, zu denen in erster Linie das
Absorbieren von Flüssigkeiten gehört. Die
von uns durchgeführte ausführliche Sicher-
heitsbewertung der Superabsorber setzt
für den Umgang mit großen Mengen den
Einsatz von erfahrenem und ausgebildetem
Personal voraus, so wie es im vorgesehe-
nen Produktions- und Vermarktungspro-
zess für Hygieneartikel gegeben ist.
Superabsorber-Muster
Unter der Voraussetzung, dass geschultes
und in naturwissenschaftlichem Arbeiten
erfahrenes Lehrpersonal vorhanden ist,
stellen wir für experimentelles Lernen in
den Klassenstufen 3 und 4 gerne entspre-
chende Muster der Superabsorber zur
Verfügung.
Experimente für jüngere Kinder
Aus grundsätzlichen Überlegungen heraus
haben wir uns jedoch entschlossen, unsere
Produkte nicht separat in größeren Mengen
für Experimente, an denen jüngere Grund-
schulkinder beteiligt sind, abzugeben. Um
aber auch den jüngeren Schülerinnen und
Schülern der Klassenstufen 1 und 2 das Ex-
perimentieren mit einem Superabsorber zu
ermöglichen, empfehlen wir, das Granulat
aus handelsüblichen, ungebrauchten Ein-
malwindeln herauszulösen. Die größeren
Windeln enthalten üblicherweise genügend
Superabsorber für einfache Experimente.
Die Kinder können beim Zerreißen einer
Windel und beim Heraussuchen der Super-
absorber-Partikel den direkten Bezug zu der
Anwendung als Nässespeicher kennen ler-
nen. Die kleinen Mengen an Granulat, die
auf diese Weise gewonnen werden können,
reichen im Allgemeinen für die Demonstra-
tion der Wasseraufnahme- und Speicherfä-
higkeit der Superabsorber aus.
Die Sicherheit unserer
Superabsorber hat
absolute Priorität.
9
Tipps
•	 Beim Umgang mit dem trockenen Superabsorber soll die Bildung von Staub vermieden werden.
Das Einatmen von Superabsorber-Staub kann zu unangenehmer Trockenheit im Nasen-Rachen-
raum führen.
•	 Eventuell verschüttetes Produkt bitte trocken zusammenkehren und mit dem Hausmüll ent-
sorgen. In Kontakt mit Wasser bildet der Superabsorber ein Gel, und es besteht Rutschgefahr.
Gequollenes Gel kann auch mit dem Hausmüll entsorgt werden; kleine Mengen können mit viel
Wasser in den Abfluss entsorgt werden.
•	 Die versehentliche Aufnahme von Superabsorbern in den Mund und eventuelles Verschlucken
ist unbedenklich. Man kann Wasser zum Ausspülen des Mundes und zum Trinken nehmen, um
das trockene Gefühl im Mund- und Rachenraum zu vermindern. Erbrechen ist unnötig und sollte
vermieden werden.
•	 Eventuell in die Augen gelangter Superabsorber kann mit viel Wasser ausgespült werden.
•	 Bitte nach Beendigung der Experimente die Hände waschen und den Arbeitsplatz sauber hinterlassen.
•	 Der Superabsorber soll nur in der Originalflasche mit dem entsprechenden Etikett gelagert werden.
Durchführung:
Messen Sie jeweils 100 ml Leitungswas-
ser ab und geben sie dieses in die Becher-
gläser. Streuen Sie einen Teelöffel Zucker
in das erste Becherglas, rühren Sie etwa
1 Minute um und beobachten Sie, was
geschieht. Streuen Sie etwa ½ Teelöffel
FAVOR®-Superabsorber langsam in das
zweite Becherglas, und rühren Sie das
Gemisch etwa 1 Minute mit dem Glasstab
um. Lassen Sie es dann ca. 5 Minuten ste-
hen und beobachten Sie, was geschieht.
Aufgabe:
1. Notieren Sie Ihre Beobachtungen und
beschreiben Sie das unterschiedliche Ver-
halten der beiden Stoffe in Wasser.
2. Deuten Sie die Beobachtungen anhand
der Abbildung.
Zum Grübeln und Nachdenken:
Polymere/Kunststoffe werden in verschie-
denen Anwendungsgebieten eingesetzt.
Nennen Sie Beispiele für Polymere/Kunst-
stoffe, und listen Sie einige Eigenschaften
von Polymeren/Kunststoffen auf.
Versuch 1: Gel-Bildung
Im Folgenden wird eine Besonderheit
dieser Stoffe genauer untersucht:
Benötigte Materialien:
•  2 Teelöffel  
•  2 Bechergläser (150 ml)  
•  2 Glasstäbe
•  Leitungswasser
•  Zucker
•  Messzylinder (250 ml)
•  FAVOR®
-Superabsorber
Versuche mit FAVOR®-Superabsorbern
Vorüberlegungen zu Polymeren
Superabsorber sind Stoffe mit besonderen Eigenschaften. Um diese Stoffe genauer
untersuchen zu können, sollten vorab einige Überlegungen angestellt werden.
Empfehlenswert für Sek. I
Zucker & Wasser Superabsorber & Wasser
Hier ist sehr gut zu
erkennen, wie sich
Zucker in Wasser verhält
und wie der Super-
absorber in Verbindung
mit Wasser reagiert.
10
Hand, ob die Feuchtigkeit der Windel zu
spüren ist. Nach 15 Minuten Wartezeit
wiederholen Sie den Versuch an derselben
Windel und geben erneut 100 ml 0,9 %ige
NaCl-Lösung hinzu. Testen Sie, ob die Lö-
sung genauso schnell einzieht wie bei der
ersten Zugabe, sich anders verteilt, oder
die Windel nach der Wartezeit feuchter ist.
Zerreißen Sie die Windel vorsichtig, und
versuchen Sie, die einzelnen Bestandteile
der Windel zu erkennen.
Aufgabe:
1. Notieren Sie die Beobachtungen beim Zu-
geben der NaCl-Lösung und beschreiben Sie
das Einsickerverhalten und die Geschwin-
digkeit.
2. Beschreiben Sie die Flüssigkeitsverteilung.
3. Notieren Sie die Beobachtungen zur
Feuchtigkeitsabgabe der Windel nach der
Wartezeit und beschreiben Sie, wie sich
die Windel anfühlt.
4. Führen Sie den Versuch erneut durch
und beschreiben Sie die Unterschiede
(Einsickergeschwindigkeit, Flüssigkeitsver-
teilung, Rückhaltevermögen der Windel)
zum ersten Versuch.
5. Skizzieren Sie den Aufbau der Windel
und beschreiben Sie, wo sich der Super-
absorber in der Windel befindet. Disku-
tieren Sie den Aufbau mit Ihren Lehrern/
Kollegen.
Versuch 2: Flüssigkeitsaufnahme
in Babywindeln
Benötigte Materialien:
•  1 Babywindel (Größe Maxi)
•  Destilliertes Wasser  
•  1Teelöffel
•  1 Glasstab
•  1 Becherglas (500 ml)  
•  1 Messzylinder (250 ml)
•  Filterpapier (Löschblatt)
•  FAVOR®
-Superabsorber
•  Natriumchlorid (NaCl)  
Durchführung:
Messen Sie 500 ml destilliertes Wasser
ab, geben Sie 4,5 g Natriumchlorid (NaCl)
hinzu und rühren mit dem Glasstab um,
so dass Sie eine 0,9 %ige NaCl-Lösung
erhalten, deren Ionen-Konzentration der
von menschlichem Urin nahekommt (Er-
läuterung siehe S. 15). Damit die Flüssig-
keitsaufnahme in der Windel auch optisch
gut zu erkennen ist, empfiehlt es sich, die
Lösung mit Lebensmittelfarbstoff einzufär-
ben. Messen Sie 100 ml dieser 0,9 %igen
NaCl-Lösung ab und gießen Sie diese auf
die Windel. Beobachten Sie das Einsicker-
verhalten und die Einsickergeschwindig-
keit der Lösung sowie die Verteilung der
Flüssigkeit in der Windel. Lassen Sie die
Windel 15 Minuten liegen und prüfen Sie
danach durch Aufdrücken eines Stapels
Filterpapier, wie viel Flüssigkeit wieder
von der Windel abgegeben wird (Rück-
nässung). Fühlen Sie zusätzlich mit der
Empfehlenswert für Sek. I
Wie viel Flüssigkeit
nimmt eine Windel auf?
Mithilfe eines einfachen
Tests kann die Frage schnell
beantwortet werden.
11
200 ml destilliertem Wasser bzw. 200 ml
0,9 %iger NaCl-Lösung. Verrühren Sie
die Gemische kurz mit dem Glasstab. Las-
sen Sie die Gemische dann 5 Minuten ste-
hen und beobachten Sie, was geschieht.
Aufgabe:
1. Notieren Sie die Beobachtungen, und
beschreiben Sie die Unterschiede in der
Flüssigkeitsaufnahme und der Gel-Bil-
dung mit den unterschiedlichen Flüssig-
keiten.
2. Versuchen Sie eine Erklärung dafür zu
finden, warum solche Unterschiede auf-
treten und auf welche Eigenschaft hin der
Superabsorber im Evonik-Labor geprüft
werden muss.
3. Überlegen Sie, ob diese Ergebnisse
Einfluss auf das Verhalten in Versuch 2
(Flüssigkeitsaufnahme in Babywindeln)
haben können. Wenn ja, warum?
Versuch 3: Flüssigkeitsaufnahme und
Gel-Bildungsverhalten in Abhängigkeit
des Salzgehaltes der Flüssigkeiten
Benötigte Materialien:
•  2 Bechergläser (250 ml)
•  1 Glasstab  
•  1 Teelöffel   
•  Destilliertes Wasser
•  FAVOR®-Superabsorber  
•  Natriumchlorid (NaCl)  
Durchführung:
Messen Sie 200 ml destilliertes Wasser
ab und rühren Sie 1,8 g Natriumchlorid
ein, um eine 0,9 %ige NaCl-Lösung zu
erhalten, deren Ionenkonzentration der
von menschlichem Urin nahe kommt. Ge-
ben Sie 200 ml destilliertes Wasser in das
andere Becherglas. Streuen Sie jeweils
nacheinander einen Teelöffel FAVOR®-
Superabsorber in die Bechergläser mit
Empfehlenswert für Sek. I
Nur wenige Gramm
Superabsorber reichen aus,
um aus einer Flüssigkeit
ein Gel zu machen.
12
Empfehlenswert für Kinderkartenkinder/Grundschüler
Dem Geheimnis der Windel auf der Spur
Für jüngere Kinder eignen sich zwei einfache Versuche, die anschaulich zeigen,
wie eine Windel funktioniert.
Versuch 2: Gelbildung des
Superabsorbers
Benötigte Materialien:
• Becher
• Löffel
• Leitungswasser
• Superabsorber (aus der Windel gelöst)
Durchführung:
Wenige Gramm Superabsorber in einen
Becher mit Leitungswasser geben. Mit
dem Löffel das Gemisch umrühren und
beobachten, was passiert.
Versuch 1: Auf der Suche nach dem
Superabsorber
Benötigte Materialien:
• Windel
• Schale
Durchführung:
Um den Superabsorber zu entdecken,
einfach die Windel zerreißen. Anschlie-
ßend das Granulat in einer Schale sam-
meln.
Der kleine Nachwuchs-
forscher beim Experimen-
tieren mit dem Superabsorber.
Auch die Windel wird ausgiebig
untersucht.
13
Gequollenes Superabsorber-Gel
Polymerketten mit
geladenen Gruppen
Intemolekulare
Verknüpfung
Wasser ist ein Molekül
mit Dipol-Charakter
Hintergrundinformationen zu den Versuchen
Funktionsprinzip der Superabsorber
Die Wirkungsweise der Superabsorber erklärt sich durch die polaren Eigenschaften
des Wassermoleküls und der absorbierenden Polymere.
Die intermolekulare Verknüpfung, eine
netzartige Verknüpfung der Stränge unter-
einander, verhindert allerdings, dass sich
die einzelnen Polymermoleküle beliebig
weit voneinander entfernen und sich die
Polymere lösen können. Da die Absorption
unter anderem über Wasserstoffbrücken-
bindungen erfolgt (zusätzlich zu den hier
erwähnten Mechanismen spielt auch die
Differenz im osmotischen Druck des Su-
perabsorbers im Vergleich zur absorbier-
ten Flüssigkeit eine entscheidende Rolle),
wird das vom Superabsorber gebundene
Wasser selbst unter Druck nicht wieder
abgegeben. Hierin liegt auch der Unter-
schied zu der Absorption, wie zum Beispiel
bei Schwämmen oder einem Wattebausch.
Bei diesen reicht ein relativ geringer Druck
aus, um den größten Anteil der absorbier-
ten Flüssigkeit wieder abzugeben.
Wenn Superabsorber in Kontakt mit
Wasser kommen, besteht zunächst das
Bestreben der (Polymer-)Moleküle, sich
im Lösemittel zu verteilen. Gleichzeitig
lagert sich der negativere Teil des Was-
sermoleküls, also das Sauerstoffatom,
an Natriumionen an (Hydratisierung),
die im Superabsorber enthalten sind. Im
festen Polymer werden die vielen nega-
tiv geladenen Carboxylatgruppen in der
Polymerkette durch diese Natriumionen
abgeschirmt. Diese Abschirmung nimmt
durch die Anlagerung der Wassermolekü-
le an die Natriumionen ab, so dass sich die
negativen Ladungen immer stärker von-
einander abstoßen. Die einzelnen Stränge
des makromolekularen Gerüstes entfer-
nen sich möglichst weit voneinander und
schaffen somit Raum für weiteres Wasser,
das absorbiert werden kann.
+ Wasser =
Trockenes Superabsorberteilchen
Das Wasser wird an die
polymeren Ketten gebunden.
14
Ein Produkt
mit besonderen
Eigenschaften.
Ein saugstarkes Produkt
Der Superabsorber nimmt bis zum 500-fachen des eigenen Gewichtes an ionenfreiem
Wasser auf. Wird allerdings ein Elektrolyt, wie zum Beispiel Kochsalz, im Wasser aufgelöst,
so geht die Aufnahmekapazität deutlich zurück.
des eigenen Gewichtes einer Kochsalz-
lösung (0,9 % NaCl), deren Konzent-
ration an gelösten Ionen ungefähr der
des menschlichen Urins entspricht. Auch
wenn die Bindungskapazität von Super-
absorbern gegenüber Urin geringer ist als
gegenüber Wasser, liegt sie immer noch
um Größenordnungen über der von Ma-
terialien wie zum Beispiel Zellstoff, Watte
oder Schwämmen.
Die Ursache hierfür liegt in einem ver-
mehrten Eintrag positiver Ionen, die die
anionischen Gruppen des Polymerge-
rüstes mit zunehmender Konzentration
immer stärker abschirmen. Die elektro-
statische Abstoßung der Polymerketten
untereinander wird geringer und somit
auch das Bestreben des Gels, weitere
Flüssigkeit aufzunehmen. Deshalb binden
Superabsorber nur noch das 100-Fache
Aufnahmevermögen
bei verschiedenen
Salzgehalten.
Dest. Waser
0.9 % NaCl-Lsg.
Reiner Superabsorber
Reiner Superabsorber
Je nach Flüssigkeit ist
das Aufnahmevermögen
des Superabsorbers
unterschiedlich.
15
Reiner Superabsorber	 Dest. Wasser	 Leitungswasser	 0.9 % NaCl-<<lsg.
Nachwuchs fördern
Am Standort Krefeld hat Ausbildung Tradition – und Zukunft. Jedes Jahr bieten wir
Ausbildungsplätze in chemisch-technischen und kaufmännischen Berufen an.
Ausbildung in kleinen Gruppen, eigene
Ausbildungseinrichtungen, ausbildungs-
begleitende Kurse und ein Einführungs-
seminar, um den Start zu erleichtern.
Wir bilden in folgenden Berufen aus:
• Chemikant/-in
• Chemielaborant/-in
• Chemiekauffrau/-mann
• Industriekauffrau/-mann
• Elektroniker/-in für
Automatisierungstechnik
• Industriemechaniker/-in
• Fachkraft für Lagerlogistik
• Informatikkauffrau/-mann
Fragen zur Ausbildung und zu beruflichen
Möglichkeiten am Evonik-Standort Krefeld
beantworten Ihnen gerne die Mitarbeiter
unserer Abteilung Personal unter :
telefon +49 2151 38-1218 or -1610
Diplomanden-, Praktikantenstellen:
Informationen über Diplomanden- bzw.
Praktikantenstellen erhalten Sie über
unsere Abteilung Personal unter:
telefon +49 2151 38-1218 or -1610
Diese Stellen stehen in begrenztem Um-
fang zur Verfügung.
Betriebsbesichtigungen
und Schulpraktika
Betriebsbesichtigungen am Evonik-Stand-
ort Krefeld und somit auch Führungen
durch die Superabsorber-Produktionen
und Laboratorien, sind nach rechtzeiti-
ger vorheriger Anmeldung in begrenztem
Umfang möglich. Praktikumsplätze stehen
ebenfalls begrenzt zur Verfügung.
Ausbildungsplätze –
Investition in die Zukunft
Haben Sie sich schon entschieden, wie
Ihre berufliche Zukunft aussehen soll? Am
Evonik-Standort Krefeld bieten sich viel-
fältige Einstiegsmöglichkeiten – vielleicht
ist da auch etwas für Sie dabei? Wenn Sie
gleich nach der Schule ins Berufsleben
einsteigen möchten, sind Sie bei uns rich-
tig. Wir bieten Schulabgängern eine breite
Palette interessanter Ausbildungsberufe.
Wenn Sie über einen guten Schulab-
schluss verfügen, Freude an Teamarbeit
haben, engagiert sind und PC- sowie Eng-
lischkenntnisse besitzen, sollten Sie Ihre
Chance nutzen. Als Auszubildender bei
uns werden Sie optimal auf Ihren spä-
teren Berufsweg vorbereitet. Es erwar-
ten Sie Tätigkeiten in der Produktion, in
Laboratorien, im Service sowie Verkaufs-
und Vertriebsbereich. Wir bieten eine
Wir beteiligen uns auch am Girls‘ Day,
um Mädchen für naturwissenschaft-
liche Ausbildungsberufe zu begeistern.
16
In der Jugend liegt
die Zukunft.
FAVOR®
-Superabsorber
Im Jahr 1986 begann man am Standort
Krefeld mit der Herstellung von Superab-
sorbern. Ständige Innovation ist seitdem
die Voraussetzung dafür, dass wir mit dem
Superabsorber unsere Spitzenposition auf
dem Weltmarkt halten. Eng zusammen mit
den führenden Herstellern von Babywin-
deln und Hygieneprodukten arbeitet ein
Team von Forschern und Anwendungs-
technikern in den Evonik-Labors an neuen,
noch besseren Superabsorbern und den
Trends von morgen. Dass Windeln um
mehr als die Hälfte kleiner und dünner
wurden – von über 100 Gramm in den
achtziger Jahren auf heute nur noch 40
Gramm – zählt mit zu den Errungenschaf-
ten, die für den Fortschritt in der Entwick-
lung der Superabsorber stehen.
Saugstarke Produkte
Nur wenige Gramm Superabsorber rei-
chen aus, um den Urin der Kleinen „ver-
schwinden“ zu lassen. Bis zum 500-fachen
ihres Eigengewichtes können Superabsor-
ber an Flüssigkeiten binden, wobei sie ein
Gel bilden, das die Flüssigkeit einschließt.
So werden unsere saugstarken Granulate
auch in Produkten der Damen- und Er-
wachsenenhygiene verwendet. Krefeld ist
zentraler Produktionsstandort für unsere
Superabsorber in Europa. Weitere wich-
tige Produktionsstätten in Deutschland
sind Rheinmünster (Superabsorber) und
Marl (Acrylsäure). Aber auch in den USA
haben wir ein sicheres Standbein. So wird
in Greensboro, Garyville (Superabsorber)
und Deer Park (Acrylsäure) produziert.
Darüber hinaus befinden sich in Krefeld
und Greensboro weitere Labore für For-
schung, Entwicklung und Anwendungs-
technik.
Enge Kooperation mit Kunden
Unsere Labore garantieren die Sicherheit
unserer Produkte und ihre Umweltverträg-
lichkeit. Intensive Forschung und Entwick-
lung neuer Technologien werden in enger
Kooperation mit unseren globalen und
regionalen Kunden durchgeführt. Dadurch
werden einzigartige Lösungen, angepasst
an die Bedürfnisse der Kunden, ermög-
licht.
FAVOR® - ein Qualitätsprodukt für
die Hygieneindustrie.
17
Spitzenposition auf
dem Weltmarkt.
Notizen
18
19
Impressum
Herausgeber:
Evonik Industries AG
Baby Care
Bäkerpfad 25
47805 Krefeld
Redaktion:
Dr. Michael Keup, Susanne Jansen,
Sabine Micevic
Fotos:
Stefan Maria Rother,
Evonik Industries AG,
Forschungszentrum Jülich
Grafik:
Bülles & Kästner, Krefeld
Disclaimer
Unsere Informationen entsprechen
unseren heutigen Kenntnissen und
Erfahrungen nach unserem besten
Wissen. Wir geben sie jedoch ohne
Verbindlichkeit weiter. Änderungen
im Rahmen des technischen Fort-
schritts und der betrieblichen Wei-
terentwicklung bleiben vorbehal-
ten. Unsere Informationen
beschreiben lediglich die Beschaf-
fenheit unserer Produkte und
Leistungen und stellen keine Ga-
rantien dar. Der Abnehmer ist von
einer sorgfältigen Prüfung der
Funktionen bzw. Anwendungsmög-
lichkeiten der Produkte durch dafür
qualifiziertes Personal nicht befreit.
Dies gilt auch hinsichtlich der Wah-
rung von Schutzrechten Dritter.
Die Erwähnung von Handelsnamen
anderer Unternehmen ist keine
Empfehlung und schließt die Ver-
wendung anderer gleichartiger
Produkte nicht aus
Evonik Industries AG
Baby Care
Bäkerpfad 25
47805 Krefeld
telefon	 +49 2151 38-3106
telefax	 +49 2151 38-1292
info-superabsorber@evonik.com
www.­evonik.de/superabsorber

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Experimenting with FAVOR®-Superabsorbents

  • 2. 2 Der FAVOR®-Superabsorber ist nur ein Beispiel für die vielen Innovationen, die Evonik zur kreativen Kraft in der Spezialchemie machen. Die Bezeichnung FAVOR® ist eine geschützte Marke der Evonik Stockhausen GmbH. Sie ist im Text in Großbuchstaben geschrieben. Inhalt Welches Geheimnis steckt hinter trockenen Baby-Popos? ......................... 03 Der Evonik-Standort Krefeld .................................................................... 04 Der Standort Krefeld innerhalb der Evonik Industries AG ........................... 05 Superabsorber – Produkte für die Hygieneindustrie ................................... 06 Schritte der Superabsorber-Produktion .................................................... 07 Die Windel der Zukunft ........................................................................... 08 Richtiger Umgang mit Superabsorbern .................................................... 09 Versuche mit FAVOR®-Superabsorbern ................................................... 10 Dem Geheimnis der Windel auf der Spur ................................................. 13 Hintergrundinformationen zu den Versuchen ........................................... 14 Nachwuchs fördern ................................................................................ 16 FAVOR® Superabsorber .......................................................................... 17 Notizen ................................................................................................. 18 Impressum .............................................................................................. 20
  • 3. Welches Geheimnis steckt hinter trockenen Baby-Popos? Superabsorber der Marke FAVOR®! Wie diese hochsaugfähigen Polymere, die vor allem in Babywindeln, Damenhygiene- und Inkontinenzprodukten eingesetzt werden, funktionieren, wie sie hergestellt werden und vieles mehr enthält diese Broschüre, die speziell für Schulen entwickelt wurde. Aufgrund seiner interessanten und an- schaulichen Eigenschaften ist der Super- absorber besonders für den Unterricht geeignet. Er quillt innerhalb kürzester Zeit bei Kontakt mit wässrigen Flüssigkeiten zu einem Gel auf, das selbst unter Druck die einmal gebundene Flüssigkeit fest ein- schließt und speichert. Jugend forscht Superabsorber sind aber nicht nur in der Schule Teil des Lehrplans, auch im Wett- bewerb „Jugend forscht“ experimentie- ren Schüler mit dem Produkt und suchen beispielsweise nach neuen Anwendungs- feldern, natürlich mit Unterstützung von Evonik-Experten, die Material und Know- how zur Verfügung stellen. Es gewannen sogar zwei Krefelder Gymnasiasten mit ihrer Arbeit über „Superabsorber in Syn- these und Anwendung“ den dritten Platz im Landeswettbewerb „Jugend forscht“. Diese Broschüre soll Nachwuchskräfte für Chemie begeistern und die Neugier für naturwissenschaftliche Fragestellungen wecken. Schüler und Studenten sollten möglichst viel selbst experimentieren und so den Bezug zu ihrem Alltag herstellen. Umfassende Informationen Die Broschüre enthält Versuchsdarstel- lungen, sie informiert über den Einsatz von Superabsorbern und die Entwicklung von Babywindeln. Darüber hinaus wird der Evonik-Standort Krefeld porträtiert, an dem die Superabsorber unter anderem hergestellt werden. Informationen über Praktika- und Ausbildungsplätze sowie über Diplomandenstellen runden das An- gebot ab. Für die Windeln dieser Welt: FAVOR®-Superabsorber. Ein Produkt, das Forscherherzen höher schlagen lässt. 3
  • 4. Der Evonik-Standort Krefeld Der Produktionsschwerpunkt lag in der Anfangszeit noch auf Seifen, die als Hilfsmittel für die Textilindustrie in der Samt- und Seidenstadt Krefeld rege Verwendung fanden. Ein Mei- lenstein in der Standortgeschichte war die Inbetriebnahme der ersten Großproduktionsanlage für Superabsorber im Jahr 1986. Die Superabsorber nehmen eine Spit- zenposition auf dem Weltmarkt ein. Hauptabnehmer sind Unternehmen der Hygieneindustrie, die diese hochsaug- fähigen Produkte unter anderem für die Herstellung von Babywindeln nutzen. Eingearbeitet in Babywindeln sorgen die Superabsorber der Marke FAVOR® dafür, dass Baby-Popos trocken bleiben. Die pulverförmigen Polymere können unter Bildung eines Gels Flüssigkeitsmengen bis zum 500-fachen ihres Eigengewichts aufnehmen und speichern. Deshalb finden sie neben den Babywindeln auch Verwen- dung in Produkten der Erwachsenen- und Damenhygiene. Außerdem werden am Standort Krefeld Schutz-, Pflege- und Reinigungsprodukte für die arbeitsbelastete Haut (Marke STOKO®) hergestellt. Damit gehört Evonik zu den Marktführern in Europa. Die Kunden kommen aus verschiedenen Industriebran- chen, zu den bedeutendsten zählen die Automobil-, Stahl- und Chemieindustrie. Integrierter Umweltschutz Keimzelle der innovativen Produktent- wicklungen und Systemlösungen sind strenge Qualitätskriterien. Der Evonik- Standort Krefeld ist nach DIN EN ISO 9001 und DIN EN ISO 14001 zertifiziert. Standards für Sicherheit, Umweltschutz und Qualität sind in einem Management- system integriert und garantieren den Kun- den hochwertige und umweltverträgliche Produkte sowie optimale Dienstleistungen. Das Werk II der Crefelder Seifen- fabrik Stockhausen & Traiser wurde 1907 am heutigen Bäkerpfad gegründet. 4 Ein Standort mit Tradition.
  • 5. Der Standort Krefeld innerhalb der Evonik Industries AG Evonik, der kreative Industriekonzern aus Deutschland, ist eines der weltweit führenden Un- ternehmen der Spezialchemie. Die Aktivitäten des Konzerns sind auf die wichtigen Mega- trends Gesundheit und Ernährung, Ressourceneffizienz sowie Globalisierung konzentriert. Der Evonik-Standort Krefeld ist ein so ge- nannter „Multi-User-Standort“, das heißt, ein Standort, dessen Infrastruktur mehre- re Geschäftseinheiten gemeinsam nutzen. Rund 1.000 Mitarbeiter sind hier tätig. Die Produktpalette reicht von Superab- sorbern über Hautschutzprodukte bis hin zu speziellen Polymeren für die Landwirt- schaft, die Kabel- und Verpackungsindus- trie sowie die Brandbekämpfung. Darüber hinaus befinden sich die Firmen Ashland Deutschland GmbH (Wasserche- mie) und Bozzetto GmbH (Textilhilfsmit- tel) am Standort. Neue Ideen fördern Der Schlüssel zum internationalen Erfolg ist Flexibilität. Eine Vorraussetzung hier- für ist insbesondere der offene Dialog mit Kunden und Mitarbeitern, der neue Ideen fördert. Wir am Evonik-Standort Krefeld haben früh erkannt, dass durch ständi- ges Lernen voneinander die Ziele des Unternehmens erreicht werden können: Ökonomischer Erfolg und ökologisch ver- antwortungsvolles Handeln stehen gleich- berechtigt nebeneinander. Nur so sind der Ausbau vorhandener und die Entwicklung neuer Geschäftsfelder möglich. Mit unserer Spezialchemie adressieren wir ökonomi- sche Megatrends und erschließen dadurch attraktive Zukunftsmärkte. Besonders aussichtsreiche Perspektiven sehen wir bei Ressourceneffizienz, Gesundheit und Ernährung sowie der Globalisierung von Technologien. Erfolgreicher Chemiestandort. 5
  • 6. Evonik gehört zu den weltweit führen- den Herstellern und Anbietern für Su- perabsorber. Die Produkte werden nicht nur in Anlagen am Standort Krefeld, sondern auch in Rheinmünster (Deutsch- land) sowie in Greensboro und Garyville (USA) hergestellt. Die Versorgung mit dem Hauptrohstoff Acrylsäure erfolgt über ein Joint Venture an den Standor- ten Marl (Deutschland) und Deer Park (USA). Um die Spitzenposition auf dem Weltmarkt weiterhin zu sichern, arbeiten wir an immer neuen Ausstattungsvari- anten der FAVOR®-Superabsorber: für Inkontinenzprodukte mit noch besse- rer Geruchsbindung, für immer dünner werdende Damenhygieneartikel und für optimierte Babywindeln mit noch höhe- rer Leistungsfähigkeit. Damit ist sicher- gestellt, dass die Erfolgsgeschichte dieser hocheffektiven Flüssigkeitsspeicher auch in den kommenden Jahren fortgeschrie- ben wird. Superabsorber – Produkte für die Hygieneindustrie Insbesondere Eltern wissen den Wert der sehr nützlichen Superabsorber zu schätzen – jeden Tag, jede Nacht und überall. Denn eingearbeitet in Babywindeln sorgen die Superabsorber der Marke FAVOR® dafür, dass Baby-Popos trocken bleiben. Die pulverförmigen Polymere können unter Bildung eines Gels Flüssigkeits- mengen bis zum 500-fachen ihres Eigen- gewichtes aufnehmen und speichern. Je nach Anwendung sind unterschiedliche Superabsorber erforderlich. Ihre Eigen- schaften müssen vor allem auf die Art der zu absorbierenden Flüssigkeit hin optimiert werden. Selbst der Urin eines Babys und eines Erwachsenen stellen unterschiedliche Anforderungen an die Produkte. Immer dünner Durch den Einsatz von Superabsorbern konnten Windeln, Inkontinenz- und Da- menhygieneprodukte trotz gesteigerter Aufnahmekapazität immer dünner wer- den – was nicht nur eine enorme Ver- besserung des Tragekomforts zur Folge hatte, sondern auch weniger Verpackung und Abfall bedeutet. Wir forschen an Superabsorbern mit noch besseren Eigenschaften, die die Produktion von erheblich dünneren Windeln erlauben. Hocheffektive Flüssigkeitspeicher. 6
  • 7. Schritte der Superabsorber-Produktion Der Superabsorber besteht aus einem Netzwerk hydrophiler Polymerketten. Seine wichtigste Eigenschaft ist es, Flüssigkeiten aufzunehmen und sie auch unter Druck nicht wieder abzugeben. Monomer-Lösung wird zu Poly- acrylsäure/Natrium-Polyacrlyat polymerisiert. Gel-Block wird zerkleinert. Zerkleinertes Gel wird getrocknet. Getrocknete, grobe Stücke werden gemahlen. Grobes Pulver wird gesiebt. Neben einer Anzahl wichtiger funktioneller Komponenten stellt die Acrylsäure den Hauptstoff zur Herstellung von Superabsorbern dar. Am Ende hält man ein feines, äußerst leistungsfähiges, weißes Granulat in Händen. 7
  • 8. Die Windel der Zukunft Die Windel der Zukunft ist klein und dünn, fast wie eine Unterhose. Waren Windeln früher noch dicke Zellstoffpakete, sind sie heute erheblich geschrumpft – dank Superabsorbern. Anhand verschiedener Prüfmethoden untersuchen Labormitarbeiter, wie sich der Superabsorber in Hygiene- produkten verhält. Dass Windeln um mehr als die Hälfte kleiner und dünner wurden – von über 100 Gramm in den achtziger Jahren auf heute nur noch 40 Gramm – zählt mit zu den Errungenschaften, die für den Fortschritt in der Entwicklung der Superabsorber stehen. Durch den Einsatz von Superabsorbern konnte der Zellstoff in den Windeln deutlich reduziert und das Rückhaltever- mögen erheblich gesteigert werden. 8 Die Entwicklung von Babywindeln seit den 1980er Jahren Windelillustration/Querschnitt Traditionell Weiterentwickelt Premium ??? Superabsorbermenge Windeldicke Absorptionskapazität Absorption gegen Druck Permeabilität Komplexe und neue Eigenschaften 1980s 1990s 2000s Zukunft Superabsorber Zellstoff 60 50 40 30 20 10 0 400 350 300 250 200 150 100 50 0 Einsatz von Superabsorbern in Babywindeln der Größe Maxi g (Zellstroff/Superabsorber) g (Rückhaltevermögen) Früher Heute Zellstoff Superabsorber Rückhaltevermögen
  • 9. Richtiger Umgang mit Superabsorbern Produktverantwortung wird bei uns sehr ernst genommen. So sind wir bestrebt, die Sicherheit unserer Produkte auch nach Verlassen unseres Hauses für jede mögliche Anwendung sicherzustellen. Zahlreiche gesundheitsrelevante Untersu- chungen bestätigen, dass Superabsorber für den Einsatz in Hygieneartikeln sicher sind. Superabsorber sind hochwertige chemische Produkte mit besonderen Ei- genschaften, zu denen in erster Linie das Absorbieren von Flüssigkeiten gehört. Die von uns durchgeführte ausführliche Sicher- heitsbewertung der Superabsorber setzt für den Umgang mit großen Mengen den Einsatz von erfahrenem und ausgebildetem Personal voraus, so wie es im vorgesehe- nen Produktions- und Vermarktungspro- zess für Hygieneartikel gegeben ist. Superabsorber-Muster Unter der Voraussetzung, dass geschultes und in naturwissenschaftlichem Arbeiten erfahrenes Lehrpersonal vorhanden ist, stellen wir für experimentelles Lernen in den Klassenstufen 3 und 4 gerne entspre- chende Muster der Superabsorber zur Verfügung. Experimente für jüngere Kinder Aus grundsätzlichen Überlegungen heraus haben wir uns jedoch entschlossen, unsere Produkte nicht separat in größeren Mengen für Experimente, an denen jüngere Grund- schulkinder beteiligt sind, abzugeben. Um aber auch den jüngeren Schülerinnen und Schülern der Klassenstufen 1 und 2 das Ex- perimentieren mit einem Superabsorber zu ermöglichen, empfehlen wir, das Granulat aus handelsüblichen, ungebrauchten Ein- malwindeln herauszulösen. Die größeren Windeln enthalten üblicherweise genügend Superabsorber für einfache Experimente. Die Kinder können beim Zerreißen einer Windel und beim Heraussuchen der Super- absorber-Partikel den direkten Bezug zu der Anwendung als Nässespeicher kennen ler- nen. Die kleinen Mengen an Granulat, die auf diese Weise gewonnen werden können, reichen im Allgemeinen für die Demonstra- tion der Wasseraufnahme- und Speicherfä- higkeit der Superabsorber aus. Die Sicherheit unserer Superabsorber hat absolute Priorität. 9 Tipps • Beim Umgang mit dem trockenen Superabsorber soll die Bildung von Staub vermieden werden. Das Einatmen von Superabsorber-Staub kann zu unangenehmer Trockenheit im Nasen-Rachen- raum führen. • Eventuell verschüttetes Produkt bitte trocken zusammenkehren und mit dem Hausmüll ent- sorgen. In Kontakt mit Wasser bildet der Superabsorber ein Gel, und es besteht Rutschgefahr. Gequollenes Gel kann auch mit dem Hausmüll entsorgt werden; kleine Mengen können mit viel Wasser in den Abfluss entsorgt werden. • Die versehentliche Aufnahme von Superabsorbern in den Mund und eventuelles Verschlucken ist unbedenklich. Man kann Wasser zum Ausspülen des Mundes und zum Trinken nehmen, um das trockene Gefühl im Mund- und Rachenraum zu vermindern. Erbrechen ist unnötig und sollte vermieden werden. • Eventuell in die Augen gelangter Superabsorber kann mit viel Wasser ausgespült werden. • Bitte nach Beendigung der Experimente die Hände waschen und den Arbeitsplatz sauber hinterlassen. • Der Superabsorber soll nur in der Originalflasche mit dem entsprechenden Etikett gelagert werden.
  • 10. Durchführung: Messen Sie jeweils 100 ml Leitungswas- ser ab und geben sie dieses in die Becher- gläser. Streuen Sie einen Teelöffel Zucker in das erste Becherglas, rühren Sie etwa 1 Minute um und beobachten Sie, was geschieht. Streuen Sie etwa ½ Teelöffel FAVOR®-Superabsorber langsam in das zweite Becherglas, und rühren Sie das Gemisch etwa 1 Minute mit dem Glasstab um. Lassen Sie es dann ca. 5 Minuten ste- hen und beobachten Sie, was geschieht. Aufgabe: 1. Notieren Sie Ihre Beobachtungen und beschreiben Sie das unterschiedliche Ver- halten der beiden Stoffe in Wasser. 2. Deuten Sie die Beobachtungen anhand der Abbildung. Zum Grübeln und Nachdenken: Polymere/Kunststoffe werden in verschie- denen Anwendungsgebieten eingesetzt. Nennen Sie Beispiele für Polymere/Kunst- stoffe, und listen Sie einige Eigenschaften von Polymeren/Kunststoffen auf. Versuch 1: Gel-Bildung Im Folgenden wird eine Besonderheit dieser Stoffe genauer untersucht: Benötigte Materialien: •  2 Teelöffel •  2 Bechergläser (150 ml) •  2 Glasstäbe •  Leitungswasser •  Zucker •  Messzylinder (250 ml) •  FAVOR® -Superabsorber Versuche mit FAVOR®-Superabsorbern Vorüberlegungen zu Polymeren Superabsorber sind Stoffe mit besonderen Eigenschaften. Um diese Stoffe genauer untersuchen zu können, sollten vorab einige Überlegungen angestellt werden. Empfehlenswert für Sek. I Zucker & Wasser Superabsorber & Wasser Hier ist sehr gut zu erkennen, wie sich Zucker in Wasser verhält und wie der Super- absorber in Verbindung mit Wasser reagiert. 10
  • 11. Hand, ob die Feuchtigkeit der Windel zu spüren ist. Nach 15 Minuten Wartezeit wiederholen Sie den Versuch an derselben Windel und geben erneut 100 ml 0,9 %ige NaCl-Lösung hinzu. Testen Sie, ob die Lö- sung genauso schnell einzieht wie bei der ersten Zugabe, sich anders verteilt, oder die Windel nach der Wartezeit feuchter ist. Zerreißen Sie die Windel vorsichtig, und versuchen Sie, die einzelnen Bestandteile der Windel zu erkennen. Aufgabe: 1. Notieren Sie die Beobachtungen beim Zu- geben der NaCl-Lösung und beschreiben Sie das Einsickerverhalten und die Geschwin- digkeit. 2. Beschreiben Sie die Flüssigkeitsverteilung. 3. Notieren Sie die Beobachtungen zur Feuchtigkeitsabgabe der Windel nach der Wartezeit und beschreiben Sie, wie sich die Windel anfühlt. 4. Führen Sie den Versuch erneut durch und beschreiben Sie die Unterschiede (Einsickergeschwindigkeit, Flüssigkeitsver- teilung, Rückhaltevermögen der Windel) zum ersten Versuch. 5. Skizzieren Sie den Aufbau der Windel und beschreiben Sie, wo sich der Super- absorber in der Windel befindet. Disku- tieren Sie den Aufbau mit Ihren Lehrern/ Kollegen. Versuch 2: Flüssigkeitsaufnahme in Babywindeln Benötigte Materialien: •  1 Babywindel (Größe Maxi) •  Destilliertes Wasser •  1Teelöffel •  1 Glasstab •  1 Becherglas (500 ml) •  1 Messzylinder (250 ml) •  Filterpapier (Löschblatt) •  FAVOR® -Superabsorber • Natriumchlorid (NaCl) Durchführung: Messen Sie 500 ml destilliertes Wasser ab, geben Sie 4,5 g Natriumchlorid (NaCl) hinzu und rühren mit dem Glasstab um, so dass Sie eine 0,9 %ige NaCl-Lösung erhalten, deren Ionen-Konzentration der von menschlichem Urin nahekommt (Er- läuterung siehe S. 15). Damit die Flüssig- keitsaufnahme in der Windel auch optisch gut zu erkennen ist, empfiehlt es sich, die Lösung mit Lebensmittelfarbstoff einzufär- ben. Messen Sie 100 ml dieser 0,9 %igen NaCl-Lösung ab und gießen Sie diese auf die Windel. Beobachten Sie das Einsicker- verhalten und die Einsickergeschwindig- keit der Lösung sowie die Verteilung der Flüssigkeit in der Windel. Lassen Sie die Windel 15 Minuten liegen und prüfen Sie danach durch Aufdrücken eines Stapels Filterpapier, wie viel Flüssigkeit wieder von der Windel abgegeben wird (Rück- nässung). Fühlen Sie zusätzlich mit der Empfehlenswert für Sek. I Wie viel Flüssigkeit nimmt eine Windel auf? Mithilfe eines einfachen Tests kann die Frage schnell beantwortet werden. 11
  • 12. 200 ml destilliertem Wasser bzw. 200 ml 0,9 %iger NaCl-Lösung. Verrühren Sie die Gemische kurz mit dem Glasstab. Las- sen Sie die Gemische dann 5 Minuten ste- hen und beobachten Sie, was geschieht. Aufgabe: 1. Notieren Sie die Beobachtungen, und beschreiben Sie die Unterschiede in der Flüssigkeitsaufnahme und der Gel-Bil- dung mit den unterschiedlichen Flüssig- keiten. 2. Versuchen Sie eine Erklärung dafür zu finden, warum solche Unterschiede auf- treten und auf welche Eigenschaft hin der Superabsorber im Evonik-Labor geprüft werden muss. 3. Überlegen Sie, ob diese Ergebnisse Einfluss auf das Verhalten in Versuch 2 (Flüssigkeitsaufnahme in Babywindeln) haben können. Wenn ja, warum? Versuch 3: Flüssigkeitsaufnahme und Gel-Bildungsverhalten in Abhängigkeit des Salzgehaltes der Flüssigkeiten Benötigte Materialien: •  2 Bechergläser (250 ml) •  1 Glasstab •  1 Teelöffel •  Destilliertes Wasser •  FAVOR®-Superabsorber •  Natriumchlorid (NaCl) Durchführung: Messen Sie 200 ml destilliertes Wasser ab und rühren Sie 1,8 g Natriumchlorid ein, um eine 0,9 %ige NaCl-Lösung zu erhalten, deren Ionenkonzentration der von menschlichem Urin nahe kommt. Ge- ben Sie 200 ml destilliertes Wasser in das andere Becherglas. Streuen Sie jeweils nacheinander einen Teelöffel FAVOR®- Superabsorber in die Bechergläser mit Empfehlenswert für Sek. I Nur wenige Gramm Superabsorber reichen aus, um aus einer Flüssigkeit ein Gel zu machen. 12
  • 13. Empfehlenswert für Kinderkartenkinder/Grundschüler Dem Geheimnis der Windel auf der Spur Für jüngere Kinder eignen sich zwei einfache Versuche, die anschaulich zeigen, wie eine Windel funktioniert. Versuch 2: Gelbildung des Superabsorbers Benötigte Materialien: • Becher • Löffel • Leitungswasser • Superabsorber (aus der Windel gelöst) Durchführung: Wenige Gramm Superabsorber in einen Becher mit Leitungswasser geben. Mit dem Löffel das Gemisch umrühren und beobachten, was passiert. Versuch 1: Auf der Suche nach dem Superabsorber Benötigte Materialien: • Windel • Schale Durchführung: Um den Superabsorber zu entdecken, einfach die Windel zerreißen. Anschlie- ßend das Granulat in einer Schale sam- meln. Der kleine Nachwuchs- forscher beim Experimen- tieren mit dem Superabsorber. Auch die Windel wird ausgiebig untersucht. 13
  • 14. Gequollenes Superabsorber-Gel Polymerketten mit geladenen Gruppen Intemolekulare Verknüpfung Wasser ist ein Molekül mit Dipol-Charakter Hintergrundinformationen zu den Versuchen Funktionsprinzip der Superabsorber Die Wirkungsweise der Superabsorber erklärt sich durch die polaren Eigenschaften des Wassermoleküls und der absorbierenden Polymere. Die intermolekulare Verknüpfung, eine netzartige Verknüpfung der Stränge unter- einander, verhindert allerdings, dass sich die einzelnen Polymermoleküle beliebig weit voneinander entfernen und sich die Polymere lösen können. Da die Absorption unter anderem über Wasserstoffbrücken- bindungen erfolgt (zusätzlich zu den hier erwähnten Mechanismen spielt auch die Differenz im osmotischen Druck des Su- perabsorbers im Vergleich zur absorbier- ten Flüssigkeit eine entscheidende Rolle), wird das vom Superabsorber gebundene Wasser selbst unter Druck nicht wieder abgegeben. Hierin liegt auch der Unter- schied zu der Absorption, wie zum Beispiel bei Schwämmen oder einem Wattebausch. Bei diesen reicht ein relativ geringer Druck aus, um den größten Anteil der absorbier- ten Flüssigkeit wieder abzugeben. Wenn Superabsorber in Kontakt mit Wasser kommen, besteht zunächst das Bestreben der (Polymer-)Moleküle, sich im Lösemittel zu verteilen. Gleichzeitig lagert sich der negativere Teil des Was- sermoleküls, also das Sauerstoffatom, an Natriumionen an (Hydratisierung), die im Superabsorber enthalten sind. Im festen Polymer werden die vielen nega- tiv geladenen Carboxylatgruppen in der Polymerkette durch diese Natriumionen abgeschirmt. Diese Abschirmung nimmt durch die Anlagerung der Wassermolekü- le an die Natriumionen ab, so dass sich die negativen Ladungen immer stärker von- einander abstoßen. Die einzelnen Stränge des makromolekularen Gerüstes entfer- nen sich möglichst weit voneinander und schaffen somit Raum für weiteres Wasser, das absorbiert werden kann. + Wasser = Trockenes Superabsorberteilchen Das Wasser wird an die polymeren Ketten gebunden. 14 Ein Produkt mit besonderen Eigenschaften.
  • 15. Ein saugstarkes Produkt Der Superabsorber nimmt bis zum 500-fachen des eigenen Gewichtes an ionenfreiem Wasser auf. Wird allerdings ein Elektrolyt, wie zum Beispiel Kochsalz, im Wasser aufgelöst, so geht die Aufnahmekapazität deutlich zurück. des eigenen Gewichtes einer Kochsalz- lösung (0,9 % NaCl), deren Konzent- ration an gelösten Ionen ungefähr der des menschlichen Urins entspricht. Auch wenn die Bindungskapazität von Super- absorbern gegenüber Urin geringer ist als gegenüber Wasser, liegt sie immer noch um Größenordnungen über der von Ma- terialien wie zum Beispiel Zellstoff, Watte oder Schwämmen. Die Ursache hierfür liegt in einem ver- mehrten Eintrag positiver Ionen, die die anionischen Gruppen des Polymerge- rüstes mit zunehmender Konzentration immer stärker abschirmen. Die elektro- statische Abstoßung der Polymerketten untereinander wird geringer und somit auch das Bestreben des Gels, weitere Flüssigkeit aufzunehmen. Deshalb binden Superabsorber nur noch das 100-Fache Aufnahmevermögen bei verschiedenen Salzgehalten. Dest. Waser 0.9 % NaCl-Lsg. Reiner Superabsorber Reiner Superabsorber Je nach Flüssigkeit ist das Aufnahmevermögen des Superabsorbers unterschiedlich. 15 Reiner Superabsorber Dest. Wasser Leitungswasser 0.9 % NaCl-<<lsg.
  • 16. Nachwuchs fördern Am Standort Krefeld hat Ausbildung Tradition – und Zukunft. Jedes Jahr bieten wir Ausbildungsplätze in chemisch-technischen und kaufmännischen Berufen an. Ausbildung in kleinen Gruppen, eigene Ausbildungseinrichtungen, ausbildungs- begleitende Kurse und ein Einführungs- seminar, um den Start zu erleichtern. Wir bilden in folgenden Berufen aus: • Chemikant/-in • Chemielaborant/-in • Chemiekauffrau/-mann • Industriekauffrau/-mann • Elektroniker/-in für Automatisierungstechnik • Industriemechaniker/-in • Fachkraft für Lagerlogistik • Informatikkauffrau/-mann Fragen zur Ausbildung und zu beruflichen Möglichkeiten am Evonik-Standort Krefeld beantworten Ihnen gerne die Mitarbeiter unserer Abteilung Personal unter : telefon +49 2151 38-1218 or -1610 Diplomanden-, Praktikantenstellen: Informationen über Diplomanden- bzw. Praktikantenstellen erhalten Sie über unsere Abteilung Personal unter: telefon +49 2151 38-1218 or -1610 Diese Stellen stehen in begrenztem Um- fang zur Verfügung. Betriebsbesichtigungen und Schulpraktika Betriebsbesichtigungen am Evonik-Stand- ort Krefeld und somit auch Führungen durch die Superabsorber-Produktionen und Laboratorien, sind nach rechtzeiti- ger vorheriger Anmeldung in begrenztem Umfang möglich. Praktikumsplätze stehen ebenfalls begrenzt zur Verfügung. Ausbildungsplätze – Investition in die Zukunft Haben Sie sich schon entschieden, wie Ihre berufliche Zukunft aussehen soll? Am Evonik-Standort Krefeld bieten sich viel- fältige Einstiegsmöglichkeiten – vielleicht ist da auch etwas für Sie dabei? Wenn Sie gleich nach der Schule ins Berufsleben einsteigen möchten, sind Sie bei uns rich- tig. Wir bieten Schulabgängern eine breite Palette interessanter Ausbildungsberufe. Wenn Sie über einen guten Schulab- schluss verfügen, Freude an Teamarbeit haben, engagiert sind und PC- sowie Eng- lischkenntnisse besitzen, sollten Sie Ihre Chance nutzen. Als Auszubildender bei uns werden Sie optimal auf Ihren spä- teren Berufsweg vorbereitet. Es erwar- ten Sie Tätigkeiten in der Produktion, in Laboratorien, im Service sowie Verkaufs- und Vertriebsbereich. Wir bieten eine Wir beteiligen uns auch am Girls‘ Day, um Mädchen für naturwissenschaft- liche Ausbildungsberufe zu begeistern. 16 In der Jugend liegt die Zukunft.
  • 17. FAVOR® -Superabsorber Im Jahr 1986 begann man am Standort Krefeld mit der Herstellung von Superab- sorbern. Ständige Innovation ist seitdem die Voraussetzung dafür, dass wir mit dem Superabsorber unsere Spitzenposition auf dem Weltmarkt halten. Eng zusammen mit den führenden Herstellern von Babywin- deln und Hygieneprodukten arbeitet ein Team von Forschern und Anwendungs- technikern in den Evonik-Labors an neuen, noch besseren Superabsorbern und den Trends von morgen. Dass Windeln um mehr als die Hälfte kleiner und dünner wurden – von über 100 Gramm in den achtziger Jahren auf heute nur noch 40 Gramm – zählt mit zu den Errungenschaf- ten, die für den Fortschritt in der Entwick- lung der Superabsorber stehen. Saugstarke Produkte Nur wenige Gramm Superabsorber rei- chen aus, um den Urin der Kleinen „ver- schwinden“ zu lassen. Bis zum 500-fachen ihres Eigengewichtes können Superabsor- ber an Flüssigkeiten binden, wobei sie ein Gel bilden, das die Flüssigkeit einschließt. So werden unsere saugstarken Granulate auch in Produkten der Damen- und Er- wachsenenhygiene verwendet. Krefeld ist zentraler Produktionsstandort für unsere Superabsorber in Europa. Weitere wich- tige Produktionsstätten in Deutschland sind Rheinmünster (Superabsorber) und Marl (Acrylsäure). Aber auch in den USA haben wir ein sicheres Standbein. So wird in Greensboro, Garyville (Superabsorber) und Deer Park (Acrylsäure) produziert. Darüber hinaus befinden sich in Krefeld und Greensboro weitere Labore für For- schung, Entwicklung und Anwendungs- technik. Enge Kooperation mit Kunden Unsere Labore garantieren die Sicherheit unserer Produkte und ihre Umweltverträg- lichkeit. Intensive Forschung und Entwick- lung neuer Technologien werden in enger Kooperation mit unseren globalen und regionalen Kunden durchgeführt. Dadurch werden einzigartige Lösungen, angepasst an die Bedürfnisse der Kunden, ermög- licht. FAVOR® - ein Qualitätsprodukt für die Hygieneindustrie. 17 Spitzenposition auf dem Weltmarkt.
  • 19. 19
  • 20. Impressum Herausgeber: Evonik Industries AG Baby Care Bäkerpfad 25 47805 Krefeld Redaktion: Dr. Michael Keup, Susanne Jansen, Sabine Micevic Fotos: Stefan Maria Rother, Evonik Industries AG, Forschungszentrum Jülich Grafik: Bülles & Kästner, Krefeld Disclaimer Unsere Informationen entsprechen unseren heutigen Kenntnissen und Erfahrungen nach unserem besten Wissen. Wir geben sie jedoch ohne Verbindlichkeit weiter. Änderungen im Rahmen des technischen Fort- schritts und der betrieblichen Wei- terentwicklung bleiben vorbehal- ten. Unsere Informationen beschreiben lediglich die Beschaf- fenheit unserer Produkte und Leistungen und stellen keine Ga- rantien dar. Der Abnehmer ist von einer sorgfältigen Prüfung der Funktionen bzw. Anwendungsmög- lichkeiten der Produkte durch dafür qualifiziertes Personal nicht befreit. Dies gilt auch hinsichtlich der Wah- rung von Schutzrechten Dritter. Die Erwähnung von Handelsnamen anderer Unternehmen ist keine Empfehlung und schließt die Ver- wendung anderer gleichartiger Produkte nicht aus Evonik Industries AG Baby Care Bäkerpfad 25 47805 Krefeld telefon +49 2151 38-3106 telefax +49 2151 38-1292 info-superabsorber@evonik.com www.­evonik.de/superabsorber