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Kunststoff PUR - Polyurethan

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Polyurethan (PU oder - gemäß DIN - PUR) ist ein Kunststoff, der in einer Polyadditionsreaktion aus Diisocyanaten und Polyolen bzw. Diolen entsteht. Die Bezeichnung Polyurethan wurde aufgrund der charakteristischen Urethan-Gruppe ( -NH-CO-O- ) gewählt.

Es handelt sich allerdings um einen Sammelbegriff für Polymere, deren Aufbau sich unterscheiden kann. Denn in der Regel sind auch andere Bindungstypen enthalten – beispielsweise Harnstoff-, Ether-, Allophanat-, Amid- und/oder Esterbindungen. Je nach Wahl des Isocyanats und des Polyols kann Polyurethan auch sehr unterschiedliche Werkstoff-Eigenschaften aufweisen. So kann PUR hart und spröde, aber auch elastisch und weich sein, außerdem kann es geschäumt werden. Die Dichte liegt bei 1000 bis 1250 kg/m3.

Chemische Struktur von PUR

Reaktions-Komponenten

Wie bereits beschrieben entsteht PUR in einer Polyadditionsreaktion aus Isocyanat und Polyol. Isocyanat hat eine besonders hohe Reaktionsfähigkeit und reagiert mit allen Verbindungen mit aktiven Wasserstoffatomen. Ein PUR-Schaum entsteht durch die Reaktion von Isocyanat mit Wasser.

Reaktion zu Polyurethan
Reaktion zu Polyurethan

Isocyanat

Isocyanat ist eine besonders reaktionsfähige Chemikalie, was für die Herstellung von PUR eine grundlegende Voraussetzung ist. Die wichtigsten Isocyanate sind:

- MDI = Diphenylmethandiisocyanat
- TDI = Toluylendiisocyanat (sehr toxisch)

Polyol

Polyol ist der Reaktionspartner von Isocyanat bei der Herstellung von Polyurethan. Die mechanischen Eigenschaften des Endprodukts PUR können von der Anzahl der Verzweigungen im Polyol beeinflusst werden. Am häufigsten werden Polyetherole verwendet, seltener Polyesterole.

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Verarbeitungsverfahren

Im Folgenden ist eine Auflistung der verschiedenen Verarbeitungsverfahren von Polyurethan zu finden.
Mehr Infos über die Grundlagen der Verarbeitungsverfahren von PUR sind hier zu finden: Verfahren der PUR-Verarbeitung
Verarbeitungsverfahren für PUR

Verwendung

Wie bereits erwähnt können die Werkstoffeigenschaften von PUR sehr unterschiedlich sein. Daher sind auch seine Anwendungsmöglichkeiten extrem vielfältig. PUR in Form von Weichschaum wird für Sitzkissen in Polstermöbeln oder auch Autositzen verwendet. PUR-Hartschaum kann hingegen in Isolier- und Dämmschicht in Sandwich-Elementen verwendet. Im Bauwesen wird PUR häufig zum Abdichten von Fugen im Beton eingesetzt, aber auch zum Stabilisieren und Vergießen von Fundamenten. Andere Anwendungen für PUR sind Schuhsohlen, Fußbälle, Kondome, Instrumententafeln, Dichtungen, Kunstleder und viele mehr.
In speziellen Verfahren wie dem RTM- oder dem LFI-Verfahren wird Polyurethan zusammen mit Glasfasern oder Kohlefasern zu faserverstärkten Bauteilen verarbeitet.

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2009 Maschinenbau-Wissen.de
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