Die ersten Arbeiten an Polyurethan-Polymeren wurden im Jahr 1937 von Otto Bayer und seinen Mitarbeitern in Deutschland in den Laboren der der I.G. Farben in Leverkusen durchgeführt. Bei Ihren Versuchen erkannten Sie, dass die Anwendung des Polyadditionsprinzips zur Herstellung von Polyurethanen besondere Chancen bot. Am Anfang konzentrierten sich die Forschungen auf die Herstellung von Fasern und Weichschaumstoffen. Im zweiten Weltkrieg wurde Polyurethan erstmals als Hartschaum in Flugzeugflügeln eingesetzt.
Wo werden Polyurethane eingesetzt
Heute findet man Polyurethane (PUR) in zahlreiche Anwendungen in nahezu allen Bereichen des täglichen Lebens. So findet man Polyurethane
- in Polstermöbel, Sesseln und Couches
- in Bettwaren und in Teppichen.
- in Matratzen mit unterschiedlichen Härtegraden
- in Schuhen, Gürtel und in Taschen
- in Kühl- und Gefrierschränken
- zur Isolierung von Wänden, Decken und Kellern
- in Automobilen (Armaturenbretter, Autositze)
- im Formenbau von Gießereien
- als Bindemittel für Fieberglas
- als Schutzanstrich für Möbel und Hartholzböden
- als Dämmstoffe für den Dachausbau
- als Laufbahnen in Stadien
- als Dichtungen
Polyurethane gibt es in einer Reihe von Texturen und Härtegraden, von weich und flexibel, bis zu der harten Ausführung. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Polyurethan ein vielseitig einsetzbares Produkt ist, das viele verschiedene Eigenschaften aufweist.
Produkte die aus Polyurethanen hergestellt werden
Polyurethan (PUR) ist eine Polymerverbindung, die eine Kombination aus einem Polyol und einem Isocyanat enthält. Erstere ist eine Hydroxylverbindung auf Alkoholbasis, die mit letzterer zu Polyurethan reagiert. Das Verhältnis, in dem beide Stoffe kombiniert werden, bestimmt die Eigenschaften des entstehenden synthetischen Polyurethans.
Polyurethan kann auch aus der Reaktion von Isocyanaten und Wasser gebildet werden. Dabei entsteht zunächst als Zwischenprodukt, eine Carbaminsäure. Diese Carbaminsäure zersetzt sich schnell, indem sie Kohlendioxid abspaltet und ein Amin hinterlässt. Dieses Amin reagiert dann mit einer weiteren Isocyanatgruppe und bildet die Polyurethan-Bindung. Diese zweistufige Reaktion, auch als Polyadditionsreaktion bezeichnet, wird verwendet um Polyurethanschaum herzustellen. Aus diesen Materialien wurden Schäume, Gummi und Elastomere hergestellt.
Das bei dieser Reaktion freigesetzte Kohlendioxid ist das primäre Treibmittel, das einen Schaum bildet, insbesondere bei vielen Polyurethanschaumstoffen, die genauer gesagt Polyurethan/Harnstoff-Schaumstoffe genannt werden sollten. Die Erfindung der Schäume ist auf die zufällige Einbringung von Wasser in die Reaktionsmischung zurückzuführen.
Eigenschaften von Polyurethan
Produkte, die aus Polyurethan hergestellt wurden, sind haltbarer als vergleichbare Produkte aus Kunststoff oder Gummi. Polyurethan ist wasserbeständig, korrodiert nicht und verfügt über eine hohe Schlagfestigkeit. Außerdem ist Polyurethan resistent gegen Schimmelpilzbefall. Es ist auch unter rauen Umweltbedingungen, bei Temperaturschwankungen und hoher Luftfeuchtigkeit beständig.
Deshalb sind Produkte aus Polyurethan eine ausgezeichnete Wahl, wenn sie sich in einer rauen und feuchten Umgebung behaupten müssen. Die lange Haltbarkeit der Produkte aus Polyurethan senkt deren Lebenszykluskosten. Unnötige Ausfallzeiten und Reparaturen und Austausch werden vermieden.
Verwendung von Polyurethan
Polyurethan kann mit Beton, Holz, Stoff oder Metall verklebt werden und mit einer Schutzschicht versehen werden, um die Lebensdauer des Materials zu verlängern. Diese Beschichtungen und Teile können in einer Vielzahl von verschiedenen Farben hergestellt werden und verbessern das Aussehen von Strukturen und Geräten.
Durch die Auskleidung von Maschinen mit Polyurethan kann der Geräuschpegel in den Fabrikationshallen enorm reduziert werden. Dadurch werden auch die Nerven der Mitarbeiter geschont.
Schaumstoffe aus Polyurea
Aus Polyurethan lassen sich sehr leicht Schaumstoffe herstellen. Dazu werden bei der Herstellung von Polyurethan bestimmte Treibmittel (z.B. CO2 oder Wasser) eingesetzt. Durch die Verwendung unterschiedlicher Ausgangsmaterialien und der Menge des jeweiligen Treibmittels lassen sich so die verschiedenartigsten Schaumstoffe herstellen. Das Spektrum reicht von Hartschaumstoffen für die Isolierung von Gebäuden bis hin zu Weichschaumstoffen für die Herstellung von Matratzen, Möbeln oder Spielzeugen, um nur einige zu nennen.
Toxizität von Polyurethane
Wenn bei der Herstellung von Polyurethan die beiden Ausgangsstoffe Isocyanat und Polyol vollkommen ausreagiert sind und keine Monomere mehr in dem fertigen Produkt enthalten sind, dann besitzt Polyurethan keine gesundheitsschädlichen Eigenschaften. Richtlinien für den sicheren Umgang mit Polyurethan können bei den Herstellern der Ausgangsprodukte oder bei den Herstellern von Polyurethan erfragt werden.