Polyurethan ist ein Kunststoff der sich aus einer Polyadditionsreaktion aus Isocyanat und Polyol ergibt. Bei dem Ausgangstoff Isocyanat handelt es sich um eine besonders reaktionsfähige Chemikalie. Polyol ist der Reaktionspartner von Isocyanat. Werden Verbindungen mit zwei Isocyanat-Gruppen (Diisocyanate) mit zweiwertigen Alkoholen (Diolen) zur Reaktion gebracht, so laufen Polyadditions-Reaktionen ab und es entstehen die technisch vielfältig genutzten Polyurethane.
Beide Chemikalien liegen in flüssiger Form vor. Bei der Herstellung von Polyurethan werden die beiden Chemikalien bei einem Druck zwischen 100 und 200 bar und bei einer Temperatur zwischen von 75 bis 85 °C zusammengeführt. Die Vermischung führt zu einem duroplastischen Kunststoff, der sofort verarbeitet werden muss. Duroplastische Kunststoffe können nicht wieder eingeschmolzen werden. Entweder wird das Polyurethan direkt auf der Baustelle auf den Untergrund aufgetragen, oder es werden Platten, Blöcke oder Formteile aus Polyurethan hergestellt.
Herstellung von PU/PUR Kunststoff
Bei der Herstellung von Polyurethan werden die Ausgangsstoffe in getrennten Behältern gelagert und auf die notwendige Betriebstemperatur gebracht. Die Ausgangstoffe, bestehend aus Isocyanaten und Polyolen, werden dann in einem Mischkopf miteinander vermischt. Da beide Ausgangsstoffe sich nicht leicht vermischen lassen, muss für die homogene Vermischung ein gewisser Aufwand betrieben werden. Bei dem Hochdruckverfahren erfolgt die Vermischung der Isocyanate und Polyole bei einem Druck zwischen 100 und 200 bar.
Die Vorteile des Hochdruckverfahrens sind:
- Schnelle Reaktion der Ausgangsmaterialen und
- dadurch bedingt eine niedrigere Trockenzeit
- geringerer Wartungsaufwand für den Mischkopf, da er sich selbst reinigt
Die Nachteile des Hochdruckverfahrens
- Höhere Kosten für die Anschaffung von Dosiermaschinen
- Geringere Austragungsleistung
Bei dem Niedrigdruckverfahren werden die Ausgangsstoffe bei einem Druck zwischen 4 und 40 bar vermischt. Bei dem Niedrigdruckverfahren entsteht die homogene Mischung durch die Verwendung eines mechanischen Mischelementes.
Die Vorteile des Niedrigdruckverfahren sind:
- der geringe Anschaffungspreis der Anlage
- auch bei niedrigen Ausbringungsmengen einsetzbar
- geringes Gewicht der Mischköpfe
Der Nachteil des Niedrigdruckverfahrens
- längere Reaktionszeiten. Dadurch können die Teile nicht sofort weiterbearbeitet werden
- höherer Wartungsaufwand z.B. bei den Mischköpfen
Die Werkstoffeigenschaften der Kunststoffe aus Polyurethan können sehr unterschiedlich sein. Das hängt unter anderem von der Anzahl der Verzweigungen des Polyols bei der Herstellung von Polyurethan ab. Durch die unterschiedlichen Werkstoffeigenschaften des Polyurethans ergeben sich deshalb auch unterschiedliche Einsatzgebiete.
Einsatzgebiete von PUR Kunststoff
Polyurethan Weichschaum
Polyurethan wird in der Form von Weichschaum für die Herstellung von Sitzkissen, von Polstermöbel, für Autositze, für die Polster für Kinderwagen, für Matratzen und für Spielwaren verwendet. Der Polyurethan Kunststoff kann je nach Anforderung in verschiedenen Raumgewichten und Stauchhärten hergestellt werden.
Matratzen werden im Handel mit den Härtegraden von H1 bis H5 angeboten. Bei einem Härtegrad H1 handelt es ich um eine sehr weiche Matratze, bei einem Härtegrad von H5 um eine sehr harte Matratze. Je schwerer ein Mensch ist, desto härter sollte die Matratze sein.
Polyurethan Hartschaum
PUR-Hartschaum kann hingegen bei der Dämmung von Neubauten und der Sanierung von Altbauten eingesetzt werden. Dazu werden vorwiegend vorgefertigte Platten genutzt. Der PUR Kunststoff in Form von Polyurethanplatten kann dazu genutzt werden, um Wände, Decken und Fußböden zu isolieren. Die Platten aus Polyurethan Hartschaum werden schwerpunktmäßig bei dem Bau von Hallen und Industriegebäuden eingesetzt.
Die Platten aus PUR Kunststoff lassen sich mit den handelsüblichen Werkzeugen zur Holzbearbeitung bearbeiten.
Polyurethan Ortschaum
Eine andere Möglichkeit besteht darin, Polyurethan Kunststoff vor Ort herzustellen und direkt auf den Untergrund aufzubringen. In speziellen Verfahren kann Polyurethan zusammen mit Glasfasern und Kohlefasern zu faserverstärkten Bauteilen verarbeitet werden.
Fazit zu PU/PUR Kunststoff
Die Technik zur Erstellung von Polyurethan Kunststoffen bietet die Möglichkeit, aus den Ausgangsstoffen Isocyanat und Polyol eine ganze Reihe von Produkten mit den unterschiedlichsten Eigenschaften herzustellen. Durch die Beimischung von Farbe und Texturen können die Produkte dem Design des Basisproduktes auf einfache Art und Weise angepasst werden.
Die Produkte aus Polyurethan können mit einfachen Werkzeugen bearbeitet werden. Spezielle Werkzeuge sind nicht erforderlich.