Aus welchen Materialien wird PU-Schaum hergestellt?
Die Herstellung von Polyurethan (PU)-Weichschaum basiert auf der schrittweisen Wachstumsadditionspolymerisationsreaktion zwischen Isocyanaten und Verbindungen, die aktiven Wasserstoff enthalten. Seine Zellstruktur und seine physikalischen -mechanischen Eigenschaften hängen von der genauen Dosierung des Rohstoffsystems und der Regulierung der Reaktionskinetik ab. Die für die Produktion benötigten Rohstoffe lassen sich in die folgenden vier Kategorien funktionaler Komponenten einteilen:
Hauptrohstoffe
Polyetherpolyol (Hydroxylzahl 28–56 mg KOH/g): Sorgt für die weiche Segmentstruktur und bestimmt die Flexibilität und Elastizität des Schaums.
Isocyanat: Hauptsächlich Toluoldiisocyanat (TDI-80/20), wobei einige hoch-belastbare Formulierungen MDI oder TDI/MDI-Mischungen verwenden, um die Vernetzungsdichte zu steuern.
Blassystem
Entionisiertes Wasser: Chemisches Treibmittel, reagiert mit -NCO, um CO₂ zu erzeugen und gleichzeitig Harnstoffbindungen zu erzeugen, die zur Skelettfestigkeit des Schaums beitragen.
Physikalisches Treibmittel (optional): z. B. Methylenchlorid oder niedrigsiedende Alkane, passen zusätzlich das Offen-/Geschlossen-Verhältnis und die Dichte der Zelle an.
Additivsystem
Tertiärer Aminkatalysator (z. B. A-33): Katalysiert hauptsächlich die Treibreaktion zwischen Wasser und Isocyanat.
Organozinnkatalysator (z. B. T-9): Katalysiert hauptsächlich die Gelierungsreaktion zwischen Hydroxylgruppen und Isocyanat.
Silikontensid (z. B. L-580): Reduziert die Oberflächenspannung, stabilisiert die Gas-Flüssigkeits-Grenzfläche, steuert die Zellgröße und das Verhältnis von offenen zu geschlossenen Zellen.
Funktionelle Additive
Vernetzer (Diethanolamin, Glycerin), Flammschutzmittel (TCPP, TCEP), Antioxidantien, Farbpasten usw., hinzugefügt in Mengen entsprechend der Endanwendung.
Durch Anpassung des Molekulargewichts und der Funktionalität des Polyols, des Isocyanatindex, des Katalysatorverhältnisses und der Treibmitteldosierung können PU-Schaumprodukte mit unterschiedlichen Tragfähigkeiten, Luftdurchlässigkeiten und Druckverformungsresteigenschaften über einen weiten Dichtebereich (8–80 kg/m³) erhalten werden. Die Wahl des Rohstoffsystems bestimmt direkt die Stabilität des Produktionsprozesses und der Schaummikrostruktur.
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