Polyurethan (PUR-Schaumstoff) ist ein Polymer, das durch die Polyaddition von Diisocyanaten und zwei- oder mehrbasischen Alkoholen hergestellt wird, wobei eine Urethanbindung entsteht. Isocyanate reagieren sehr leicht mit allen Verbindungen, die aktiven Wasserstoff enthalten (z.B. Wasser, Alkohole, Phenole, Thiole, Amine, Carbonsäuren, etc.). Die grundlegende Wachstumsreaktion wird daher von einer Reihe von Nebenreaktionen begleitet, wobei einige gezielt bei der Herstellung von bestimmten Polyurethan-Typen verwendet werden, z.B. bei der Herstellung von Schaumpolyurethan ist die Freisetzung von CO2 wichtig (dank der Reaktion der Isocyanate-Gruppe mit Wasser), da es als Blähmittel wirkt. PUR-Schaumstoff ist ein sehr breiter Begriff, er besteht aus einer Reihe von Arten und Typen, sie unterscheiden sich nach ihren Parametern, dem Verwendungszweck und der Verarbeitungsweise. Unsere Gesellschaft stellt Formteile auf eine diskontinuierliche Fertigungsweise her – Schäumen in Formen.
Herstellung von Polyurethan-Schaumstoff• Grundlegenden Komponenten für die Herstellung – Polyole (Polyäther / Polyester)- Isocyanate (MDI)• Weitere Komponenten - Wasser – Katalysatoren und Stabilisatoren der Reaktion – weitere Stoffe, die die Sondereigenschaften von Schaumstoffen beeinflussen (Flammschutzmittel, Farbstoffe, Antioxidantien, etc.)
Parameter der PUR-Schaumstoffe• Volumengewicht kg/m3• Druckwiderstand kPa/ 40% (bzw. 25%, 70%)• Eindruckswiderstand N• Zugfestigkeit kPa min• Dehnbarkeit %• Reißfestigkeit N/cm• bleibende Verformung %• Porosität ppi, bzw. Mikron• Luftdichtheit l / min• Flammbeständigkeit der Klasse nach Prüfungen• Fogging %• Wasserabweisung• Wasseraufnahmefähigkeit %• Oberflächenwiderstand Ohm• Innenwiderstand Ohm/m3• und weitere
Volumengewicht• Definition: Gewicht pro Volumeneinheit.
Gewicht (kg)
• Muster: Dichte (kg/m3) = ----------------------
Volumen (m3)
Hauptarten der PUR-Schaummittel:
- Integrale PUR: Dank ihrem charakteristischen Eigenschaftenprofil bieten sie attraktive Alternativen zu traditionellen Materialien wie Holz, Metall, Thermoplasten und Thermosets an. Die Sandwichstruktur, die den Formteilen eine hohe mechanische Festigkeit bei einem relativ geringen Gewicht verleiht, wird in einem Arbeitsschritt aus einem und dem gleichen Material hergestellt. Die Reaktionsmischung wird in geschlossene Formen appliziert. Dabei entstehen aufgrund von spezifischen Druck- und Temperaturverhältnissen in dieser Form eine massive Randzone – Kruste sowie ein fein poröser Schaumkern. Die Schaumdichte weist im Querschnitt des Konstruktionsteiles einen integralen Verlauf auf. Diese Produkte finden insbesondere in der Automobilindustrie (Lenkräder, Griffe der Schalthebel, Kopfstützen, Handgriffe) sowie in anderen Industriezweigen, z.B. Gesundheitswesen, Möbelindustrie (Armlehnen, Rehabilitationselemente, Kragen für Whirlpools) Anwendung
- Harte PUR: Harter Polyurethan-Schaumstoff ist ein hoch vernetzter, wärmehärtender Kunststoff mit geschlossenen Poren und einer geringen als auch hohen Dichte – Volumengewicht. Aus seiner niedrigen Wärmeleitfähigkeit ergeben sich hervorragende wärmedämmende Eigenschaften dieses Materials. Mit harten Polyurethan-Schaumstoffen steht ein leistungsfähiges wärmedämmendes Konstruktionsmaterial zu Verfügung, das in vielen Bereichen der menschlichen Tätigkeit angewendet werden kann.
- Weiche PUR: Aus diesen Polyurethan-Schaumstoffen werden Produkte wie Formkörper der Sitze, Lehnen, Kopflehnen, Matratzen hergestellt. Neben der Funktion einer bequemen Polsterung in Möbeln, Sitzen, Kissen und Matratzen werden bei anderen Anwendungen weitere technische Eigenschaften der weichen Schaumstoffe als verschiedene Füllungen, Schaumdichtungen, Schallabsorption in Konstruktionsteilen für Wageninnenräume oder die hohe Haftfähigkeit bei der Herstellung von Luftfiltern genutzt. Weiche Schaumstoffe können als Blöcke auf eine kontinuierliche oder diskontinuierliche Weise hergestellt werden. Für viele Anwendungen der weichen Schaumstoffe ist jedoch eine komplexe Geometrie des Formteiles vorgegeben, die durch die direkte Herstellung von Formschaumstoffen wirtschaftlicher durchgeführt werden kann. Somit werden keine Grenzen der Formfreiheit bei einem gleichzeitigen hohen Komfort gesetzt.
Neben den hochelastischen Polstersystemen werden auch spezielle Systeme mit einem verbesserten Brandschutz (DIN 5510-2, UIC 564-2, EN 45 545) oder mit besonderen viskoelasthischen Eigenschaften angeboten. Bei viskoelasthischen Schaumstoffen (sog. „faulem“ oder Memory-Schaum) mit einer langsamen Rückkehr in die ursprüngliche Form wird bei einer Belastung die optimale Druckaufteilung und somit der maximale Komfort beim Sitzen und Liegen erreicht.