Video zur Quellung eines Superabsorbers in Wasser (18 Sekunden)
Als Quellung, Aufquellen oder Quellen wird ein physikalischer Vorgang bezeichnet, bei dem ein Stoff (meist eine Flüssigkeit, aber auch Gase oder Dämpfe) in einen Festkörper eindringt und eine Volumenvergrößerung des Letzteren bewirkt. Typische Stoffe, die zum Quellen neigen, sind Polymere, Holz, ungebrannte Tone, Bentonit, Pappe, oder mit natürlichen Fasern hergestellte Verbundwerkstoffe.
Aus dem anorganischen Bereich bekannt ist zum Beispiel die Quellung von Schichtsilikaten (Ton) durch Wasser.
Hydrophobe Polymere, wie etwa Gummi werden durch Wasser kaum, stärker dagegen durch organische Lösungsmittel angequollen und verlieren dadurch ihre Festigkeit, unter Umständen – wenn die auftretenden Zugspannungen die Festigkeit des Materials überschreiten – bis zur Zerstörung der Struktur. Der Grad der Quellung wird ermittelt durch Messung von:[1]
Massenänderung
Volumenänderung
Abmessungsänderung
Quellvorgänge sind meist endotherm, aber exergonisch. Dies lässt sich leicht anhand der Quellung von Stärke in Wasser zeigen, die schon bei Raumtemperatur freiwillig abläuft, aber bei Temperaturerhöhung (Energiezufuhr) zunimmt.
Außerdem sind sie reversibel, soweit das Quellmittel wieder aus dem Festkörper entweichen (etwa durch Verdampfen) kann.
Michael Kischel: Quellung von Polyethylenoxid-Gelen unter besonderer Berücksichtigung des Phasenübergangs des Lösungsmittels. Doktorarbeit Universität Duisburg-Essen 2003 (PDF: 1,2 MB, 160 Seiten auf d-nb.info).