Polyurethanen

Polyurethanen sind eine vielseitige Klasse synthetischer Polymere, die durch die Reaktion eines Diisocyanats mit einem Polyol entstehen. Dabei entstehen Urethan-Verknüpfungen, die zu langen Polymerketten führen. Die Formen reichen von flexiblen Schaumstoffen bis zu harten Harzen, Elastomeren, Beschichtungen, Klebstoffen und Dichtstoffen.

Die Synthese hängt stark von den verwendeten Reaktionspartnern ab: Polyole (Polyether- oder Polyesterpolyole) reagieren mit Isocyanaten wie MDI, TDI oder HDI. Durch Zusatzstoffe wie Kettenverlängerer, Vernetzer und Blasmittel lassen sich Flexibilität, Festigkeit und Zellstruktur steuern. Bei der Schaumherstellung dient Wasser als Blasenbildner; CO2 entsteht während der Reaktion. Blasmittel, Katalysatoren und Zuschläge beeinflussen Dichte und Struktur der Zellen.

Anwendungen umfassen flexible PU-Schaumstoffe in Matratzen, Polstermöbeln und Fahrzeugsitzen; starre PU-Hartschaumstoffe als Dämmstoffe in Gebäuden, Kühlschränken und Kühlräumen; PU-Elastomere in Rollen, Zahnrädern, Dichtungen und Stoßdämpfern. Zudem werden PU-Beschichtungen, -Klebstoffe und -Schäume breit in Bau, Automobilindustrie, Möbelherstellung und Verpackungen eingesetzt.

Eigenschaften und Umweltaspekte: Polyurethan zeichnet sich durch geringes Gewicht, gute Dämpfung, chemische Beständigkeit und gute Haftung aus. Je nach Formulierung lassen sich Wärme- und Schalldämmung, Festigkeit und Flexibilität optimieren. Die Verarbeitung setzt Isocyanate voraus, die gesundheitsschädlich sein können; geeignete Schutzmaßnahmen sind erforderlich. Entsorgung und Recycling umfassen mechanische Wiederaufbereitung, chemische Recyclingverfahren (z. B. Glykolyse) und Energierecycling; Umweltaspekte betreffen Emissionen und Langzeitstabilität. Zukünftige Entwicklungen fokussieren auf biobasierte Polyurethane, niedrigere Emissionen und recyclingfreundliche Formulierungen.