Was ist Polyurethan? - Herstellung, Eigenschaften Verwendung

Polyurethane begegnen uns im Alltag überall, von Matratzen über viele Haushaltsgegenstände bis zu Gegenständen des täglichen Gebrauchs, die aus Polyurethan hergestellt werden. In diesem Artikel erfährst du, was Polyurethan ist, wie es hergestellt wird, was daraus hergestellt wird und welche Eigenschaften Polyurethan besitzt!

Was ist Polyurethan?

Polyurethan, kurz PU oder PUR, ist ein Kunststoff, der aus Isocyanaten und Polyolen hergestellt wird. Es gibt viele verschiedene Polyurethan Kunststoffe und Kunstharze, die alle die chemische Urethan Verbindung NH-CO-O aufweisen. 

Polyurethane bestehen damit aus den Elementen Stickstoff, Wasserstoff, Kohlenstoff und Sauerstoff.

Polyurethan gibt es seit 1937, als die Forschergruppe von Otto Beyer in Leverkusen Polyurethan aus Butandiol und Diisocyanat herstellten. Ab 1940 wurde Polyurethan zum ersten Mal, wenn auch ob der Rohstoffmangellage des Zweiten Weltkriegs zunächst in vergleichsweise geringen Mengen, hergestellt. Während des Kriegs wurden Polyurethane in Flugzeugen verbaut.

Nach dem 2.Weltkrieg wurde Polyurethan wegen der vielen möglichen Einsatzbereiche schnell sehr populär. Die ersten Schaumstoffe aus Polyurethan wurden ab 1952 entwickelt. Sie sind die Vorläufer der heute bei Matratzen weit verbreiteten Schaumstoffe Kaltschaum und Komfortschaum.

Wie wird Polyurethan hergestellt?

Polyurethan wird aus Polyalkoholen, den Polyolen und Isocyanaten bei Raumtemperatur oder unter Einwirkung von Hitze hergestellt. Die chemische Reaktion, bei der Polyurethan aus diesen Bestandteilen entsteht, wird als Polyaddition bezeichnet.

Je nach Herstellungsweise kann Polyurethan in Form eines Thermoplasten, Duroplasten oder Elastomers entstehen.

Was wird aus Polyurethan hergestellt?

Aus Polyurethan werden Kaltschaum, Komfortschaum, Viscoschaum, Gelschaum, Lacke, Beschichtungen, Klebstoffe, Schuhsohlen, Spülschwämme, Bauschaum, Matratzen, Textilfasern, Kunstleder Dichtungen, Schläuche, Elasthan und viele weitere Dinge hergestellt.

Vor allem Schaumstoffe werden häufig aus Polyurethanen hergestellt. Von Bauschaum, der zu Isolationszwecken auf Baustellen verwendet wird, über Kaltschaum, Komfortschaum, Viscoschaum und Gelschaum bei Matratzen bis hin zu speziellen Schaumstoffen, die in Sitzen von Raumfahrzeugen verwendet werden,  haben Polyurethan Schaumstoffe ein breites Anwendungsgebiet.

Ist Polyurethan giftig?

Polyurethan ist in der Regel nicht giftig, wenn die chemische Reaktion abgeschlossen ist, bei der der Kunststoff entsteht. Teilweise werden Polyurethanen Weichmacher und Flammschutzmittel beigesetzt, deren gesundheitliche Unbedenklichkeit debattiert wird.

Polyurethan ist giftig, solange die chemische Reaktion noch im Gange ist, bei der der Kunststoff entsteht. Dies liegt an den Isocyanaten, die für die Herstellung von Polyurethan benötigt werden. Sie können Allergien auslösen und stehen im Verdacht, krebserregend zu sein.

Was sind die Eigenschaften von Polyurethan?

Wichtige Eigenschaften von Polyurethan sind seine gute Wärmeisolation, seine Widerstandsfähigkeit, seine Temperaturbeständigkeit, die teilweise hohe Dehnbarkeit und die Möglichkeit, Polyurethan durch die Zugabe von Wasser zu Schaumstoffen zu verarbeiten.

Hier sind die verschiedenen Eigenschaften von Polyurethan im Einzelnen:

• Kann mit Wasser zu Schaumstoffen verarbeitet werden - Wenn besonders reaktive Polyole bei Raumtemperatur mit Isocyanaten und Wasser vermischt werden, entsteht Kaltschaum. Bei weniger reaktiven Polyolen wird Hitze und ein Treibmittel benötigt, damit eine chemische Reaktion stattfindet. Dann entsteht ein Heißschaum. Dies ist häufig der bei Matratzen verwendete Komfortschaum.
• Gibt es als Thermoplast, Duroplast und Elastomer - Polyurethan in Form eines Elastomers wird häufig für Textilfasern wie Elasthan verwendet. Wenn Polyurethan in Form eines Duroplasten hergestellt wird, ist der Kunststoff relativ hart, weshalb er sich gut für Dichtungen, Bremsbeläge oder Schläuche eignet. Ein Polyurethan Thermoplast kann geschmolzen werden und nimmt nach dem Schmerzen wieder seine ursprüngliche Konsistenz ein.
• Atmungsaktiv - Polyurethan ist atmungsaktiv und witterungsbeständig. Deswegen eignet er sich gut für die Beschichtung von Kleidung. Polyurethan Schäume wie Kaltschaum sind ebenfalls sehr luftdurchlässig und bieten eine gute Luftzirkulation, die bei Matratzen zum Abtransport von Feuchtigkeit sehr wichtig ist.
• Widerstandsfähig - Polyurethane sind sehr widerstandsfähig. Gegenstände aus Polyurethan können meist über lange Zeiträume verwendet werden, da sie sich häufig nur langsam abnutzen.
• Gute Wärmeisolation - Polyurethan isoliert effektiv und sorgt so für eine angenehme warme Schlaftemperatur auf der Matratze.
• Temperaturbeständig - Die meisten Polyurethane verändern sich bei Temperaturschwankungen nur wenig. Nur Viscoschaum ist temperaturanfällig und wird bei Kälte härter und bei Wärme weicher.
• Teilweise hohe Dehnbarkeit - besonders lange Polyurethan Verbindungen weisen häufig eine hohe Dehnbarkeit auf. Deswegen wird Polyurethan für sehr dehnbare Textilfasern häufig verwendet.
• Gute Druckentlastung - Polyurethanschaum ist meistens punktelastisch. Dadurch sorgt er für eine gute punktuelle Druckentlastung, durch die er es einer Person ermöglicht, auf Matratzen eine ergonomische Liegeposition einzunehmen.

Das war unser Ratgeber mit Tipps und Informationen zum Thema: Was ist Polyurethan? Nun weißt du, was Polyurethane sind, wie sie hergestellt werden, wofür man sie verwendet und was ihre Eigenschaften sind!