Otto Bayer und sein Team bei der Bayer AG in Leverkusen synthetisierten erstmals im Jahr 1937 das Polyurethan. Polyurethane heute sind vielseitige Kunststoffe, die sich durch Anpassungsfähigkeit und Leistungsfähigkeit in zahlreichen Anwendungen auszeichnen. Dieser Artikel beleuchtet die neuesten Entwicklungen auf dem Markt, besondere Einsatzbereiche und das Bestreben der Industrie, nachhaltigere und umweltfreundlichere Polyurethan-Lösungen zu entwickeln.

Covestro Polyurethan

Inhalt

Weitere auf Polyurethan basierende Kunststoffe

 

Polyurethan 2024 – Das Wichtigste in Kürze

Polyurethan (PU) ist ein hochgradig anpassungsfähiger Kunststoff, der durch seine Vielseitigkeit in zahlreichen Industriezweigen weit verbreitet ist. Polyurethan Eigenschaften wie Isolierung, Flexibilität, Leichtigkeit und Anpassungsfähigkeit machen es besonders wertvoll. Polyurethan kann je nach Herstellungsverfahren entweder hart und spröde oder weich und flexibel sein.

Stand heute erleben wir bedeutende Fortschritte in der Entwicklung und Anwendung von PU. Besonders hervorzuheben ist der Einsatz in der Automobilindustrie, wo Polyurethan in Sitzen, Armaturenbrettern und Isolierungen eingesetzt wird. Auch die Bauindustrie profitiert stark von PU, vor allem durch seine hervorragenden Dämm- und Dichtstoffeigenschaften.

Aktuelle Trends fokussieren sich auf die Verbesserung der Nachhaltigkeit und Umweltverträglichkeit von Polyurethanen. Es wird intensiv an biobasierten und recycelbaren PU-Materialien geforscht, um den ökologischen Fußabdruck zu minimieren. Darüber hinaus arbeiten Forscher an der Optimierung der technischen Eigenschaften wie Haltbarkeit, Flexibilität und Hitzebeständigkeit, um den wachsenden Anforderungen in Hightech-Anwendungen gerecht zu werden.

Polyurethan Innovationen

Diese Entwicklungen machen Polyurethan zu einem unverzichtbaren Material in der modernen Produktionstechnik, das kontinuierlich weiterentwickelt wird, um den sich wandelnden Bedürfnissen und Herausforderungen gerecht zu werden. Detaillierte Innovationen finden Sie nachfolgend:

Polyurethan-Lösungen zur Förderung der Kreislaufwirtschaft

13.07.2024 | Covestro präsentiert auf der Utech Europe Materialien und Lösungen, die die Unternehmensvision einer Kreislaufwirtschaft widerspiegeln. Klimaneutralität ist dabei ein Kernelement. Bis 2050 will Covestro in allen Bereichen vollständig klimaneutral sein. Covestro fokussiert sich dabei auf drei Kernbereiche:

Unter dem Motto Crafting Sustainability zeigt Covestro innovative Produkte und Lösungen aus den Bereichen alternative Rohstoffe, innovatives Recycling und erneuerbare Energien, die den Weg zur Kreislaufwirtschaft ebnen. Ein Beispiel unter den Exponaten ist Desmodur® CQ MS. Dieses klimaneutrale MDI (berechnet via Cradle-to-Gate-Assessment) ist ein wichtiger Baustein bei der Produktion von kohlenstoffarmen PU-Dämmplatten, die speziell für Wärmedämmzwecke entwickelt wurden.

Im Bereich Crafting Innovations zeigt Covestro innovative Materialien und Lösungen, mit denen sich für die  Herausforderung einer kreislauforientierten und klimaneutralen Welt bewältigen lassen. So eignet sich die Baulé alpha Niederdruck-Dosiermaschine für die Verarbeitung von gegossenem PU. Diese Maschine ist mit Katalysator- und Pigmentdirekteinspritzung ausgestattet und ermöglicht eine Leistung von bis zu 10 kg/min.

Darüber hinaus gibt Covestro mit seinem Programm Evocycle CQ einen Ausblick auf die neuesten Entwicklungen für den Kunststoff in Sachen Recycling. Das Ziel der Evocycle CQ Mattress-Initiative beispielsweise ist es, ausgedienten Polyurethan-Schaum von Matratzen durch chemisches Recycling wieder in seine Bausteine Polyetherpolyol und Toluoldiamin (TDA), einen wichtigen Vorläufer von Toluoldiisocyanat (TDI), zu zerlegen und für die Herstellung neuer Matratzen verwendbar zu machen. 

Neues Verfahren zum PUR Hartschaumstoff Recycling

04.10.2022 | In einer Kooperation widmen sich Krauss Maffei, Rampf, Remondis und BASF dem Plastikrecycling von PUR Hartschäumen und schließen so den Materialkreislauf. Diese Post-Consumer-Abfälle stammen von Polyurethan (PUR) Dämmstoffen aus Alt-Kühlschränken.

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Schwingungsisolierung in Gebäude zeigt langjährige Wirkung

23.04.2020 | Zum Schutz der Kinos in der berühmten Grandberry Mall in Tokio vor störenden Geräuschen und Vibrationen wurden 2005 Punktlager mit hoher Elastizität aus Synodyn von Getzner installiert. Langzeitmessungen zufolge funktioniert die Schwingungsisolierung 15 Jahre später noch nahezu unverändert. Und so erhielt Getzner den Auftrag, auch das sanierte Gebäude wieder mit seinem Schwingungsschutz auszustatten.

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Hochleistungsdämmung reduziert Wandstärke um 50 Prozent

23.09.2019 | BASF zeigt ihre neuartigen, superschlanken Hochleistungsdämmung Slentite und Slentex auf Basis von Polyurethan. Die neue Generation energieeffizienter Wärmedämmstoffe auf Aerogelbasis eignen sich mit ihren Materialeigenschaften für schlanke Betonfassaden von Wohngebäuden und als Hochleistungsdämmstoff im Automobilbereich.

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Maßgeschneiderte In-situ-Dichtsysteme für den Automobilbau

06.08.2019 | Der Entwickler und Hersteller von maßgeschneiderten Kunststoffen auf Basis von Polyurethan, Epoxid und Silikon Rampf Polymer Solutions präsentiert sein leistungsstarkes Portfolio an In-situ-Dichtungen für den Automobil- und Fahrzeugbau.

Diese finden Verwendung unter anderem in Bremslichtern, Scheinwerfern oder Lüftungsgittern. Im Gegensatz zu eingelegten beziehungsweise direkt aufgeklebten Dichtungen werden In-situ-Dichtungen – Formed In Place Gaskets (FIPG) / Formed In Place Foam Gaskets (FIPFG) – mit Misch- und Dosieranlagen aufgetragen und haften ohne zusätzliches Klebeband.

Die Dichtsysteme passen sich optimal an das jeweilige Bauteil an und liegen spannungsfrei in der Nut. Die chemischen Eigenschaften werden maßgeschneidert auf die jeweiligen Anforderungen eingestellt.

Durch das automatische Aufbringen der Flüssigdichtung ohne Kopplungsstellen und Verklebung wird eine zuverlässige und langfristige Dichtigkeit erzielt, da die nicht abtrennbare Dichtung fest mit dem Bauteil verbunden ist. Weitere Vorteile der FIPFG-/FIPG-Technologie bietet dabei beschleunigte und vereinfachte Fertigungs- und Montageprozesse und es entfällt Investition in Werkzeuge. Zudem lassen sich mit der NC- oder Robotertechnologie geänderte Komponenten flexibel anpassen. Farbe, Form und Geometrie sind dabei beliebig gestaltbar.

Omnipräsent im Fahrzeug: Polyurethan- und Silikondichtungen

In der Automobil- und Fahrzeugindustrie werden FIPFG/FIPG-Dichtungen in zahlreichen Anwendungen mit unterschiedlichsten Anforderungsprofilen und Dichtungsgeometrien eingesetzt, unter anderem in Tür- und Türschlossmodulen, Lautsprecherboxen, Airbag-, Klimaanlagen- und Handschuhfachabdeckungen, Bremslichtern, Scheinwerfern, Heckleuchten, Elektrogehäusen, Zündspulenabdeckungen, Sicherungsboxen, Lüftungsgittern und Wasserkästen.

Mit Dichtungen aus Polyurethan „Raku PUR“ und Silikon „Raku SIL“ von Rampf Polymer Solutions werden diese Anwendungen zuverlässig und langfristig vor Feuchtigkeit, Wasser, Staub und chemischen Einflüssen geschützt. Zudem werden die Emissionsvorschriften und NVH-Standards (Noise, Vibration, Harshness) führender Automobilhersteller erfüllt.

Speziell für die in der Automobil- und Fahrzeugindustrie vorherrschenden ultraschnellen Produktionsketten hat der Hersteller den Polyurethan-Dichtungsschaum „Raku PUR Speed“ entwickelt, der in wenigen Sekunden klebfrei ist. Damit können Bauteile direkt nach Applikation der Dichtung ohne lange Aushärtestrecken weiterverarbeitet und Investitionen in kostenintensive Aushärteöfen und Lagersysteme sind eingespart werden.


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„Sowohl unsere Produkte als auch Serviceleistungen sind maßgeschneidert auf die Bedürfnisse der Anwender abgestimmt. Mit einer ganzheitlichen Unterstützung von der Produktentwicklung bis zur Markteinführung sowie einer engen, vertrauensvollen Zusammenarbeit tragen wir maßgeblich zum Erfolg ihrer Projekte bei“, so Albert Schmid, Key Technology Manager Foam Gaskets bei Rampf Polymer Solutions.

Polyurethan-Blockmaterial als Alternative zu teuren Formplatten

23.04.2019 | Mit dem hoch abriebbeständigen Blockmaterial „Raku Tool WB-1258“ bietet Rampf in zahlreichen Gießereimodell-Anwendungen eine unschlagbare Alternative zu Formplatten und hochpreisigen Metallen. Dank der extrem hohen Abriebfestigkeit können mit der Polyurethanplatte weit mehr als 100.000 Abformungen erreicht werden.

Dies war bisher nur mit Flüssigsystemen mittels komplexer Herstellungsprozesse zu höheren Kosten mit hochpreisigen Metallen wie Aluminium möglich. Mit dem leistungsstarken Blockmaterial werden Kernkästen und Formplatten gefertigt, die eine schnelle und einfache Herstellung von Modellen mit guter Abrasionsbeständigkeit, Dimensionsstabilität und Maßhaltigkeit gewährleisten.

Fräsen anhand von CAD-Daten

Der Kernkasten bzw. die Formplatte wird anhand von CAD-Daten direkt gefräst, was eine hohe Genauigkeit der Modelle garantiert. Das dimensionsstabile Polyurethansystem lässt sich dann gut bearbeiten und Änderungen können leicht vorgenommen werden. Raku Tool WB-1258 bietet zudem eine sehr geringe Sandhaftung und hohe chemische Beständigkeit; eine Quellung findet praktisch nicht statt. Fräswerkzeuge aus dieser Platte haben eine sehr lange Lebensdauer. Farblich abgestimmte Klebstoffe sind verfügbar.

Das Polyurethan-System wird fortan auch in den USA angeboten und auf der Castexpo 2019 in Atlanta offiziell vorgestellt. Dort präsentiert der Hersteller zudem zwei Gießformen, die aus dem Modellbau-Blockmaterial Raku Tool MB-0600 und dem Werkzeug-Blockmaterial Raku Tool WB-0801 hergestellt wurden.


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Das Polyurethansystem Raku Tool MB-0600 bietet eine feine Oberflächenstruktur, gute Dimensionsstabilität und einen geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten. Anwendungen in der Gießereiindustrie sind u. a. Formplatten. Das Polyurethansystem Raku Tool WB-0801 besitzt eine feine Oberflächenstruktur sowie hohe Wärmeformbeständigkeit mit einem niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten. Es hat eine sehr gute Dimensionsstabilität und gute Druck- und Biegefestigkeit. Zu den Anwendungen in der Gießereiindustrie gehören Formplatten, Kernkästen, Lehren und Vorrichtungen.

Flammschutz-Polyurethanplatte für den Einrichtungs- und Innenausbau

29.01.2019 | Rampf Tooling Solutions präsentiert die brandneue Flammschutz-Platte „Raku Tool FP-0590“. Das Halbzeug aus Polyurethan ist nach der Europäischen Brandschutzklasse C-s2, d0, EN 13501-1 sowie UL94V0-2mm* zertifiziert. Mit seinen flammhemmenden Eigenschaften eignet es besonders für die Herstellung von Innenausbauteilen, Wandverkleidungen, Decken- und Dekorationselementen sowie Möbeln.

Der Flammschutz bezieht sich auf das Einschränken, Verlangsamen oder Verhindern eines Brandes und ist vor allem für den öffentlichen Personenverkehr relevant. Somit ist die neue Polyurethanplatte speziell interessant für die Bereiche Schiffsbau sowie Flug- und Schienenverkehr, in denen die Europäischen Brandschutzklasse C-s2, d0, EN 13501-1 gilt.

Der Werkstoff bietet zudem eine so geringe Dichte wie Ahorn- und Lärchenholz. Er lässt sich gut manuell und maschinell bearbeiten, direktes Gewindebohren ist möglich. Die gute Kantenstabilität, hohe Dimensionsstabilität, homogene und feine Oberflächenstruktur sowie gute Lackierbarkeit und vollständige Wasser- und Feuchteunempfindlichkeit sind weitere Merkmale.

Ein Klebstoff mit speziell auf die Flammschutz-Platte abgestimmten Eigenschaften ist ebenfalls erhältlich.

Flexibles Material auf PU Basis für detailgetreuen 3D Druck

23.08.2017 | Creabis druckt ab sofort das flexible Material auf PU Basis TPU Crea 90A auch auf der Formiga P100 mit beeindruckender Detailgenauigkeit. Diese Lasersinteranlage eignet sich ganz besonders für wirtschaftliche Kleinserien und Produkte mit komplexen Geometrien und kleinen Abmessungen.

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Schallschutz in Holzbau-Großprojekt mit zertifizierten PUR-Werkstoffen

05.06.2017 | In Hamburg entsteht derzeit ein mehrstöckiges Studentenwohnheim aus 371 Holzmodulen. Zum Einsatz kommt dabei der vom Deutschen Institut für Bautechnik (DIBt) zugelassene Polyurethan-Werkstoff Sylodyn von Getzner, der die Bewohner zukünftig vor Vibrationen und Lärm schützt.

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Kabelummantelung für 1000 Volt Hochspannung im Elektroauto

16.07.2010 | So müssen diese Kabel von Elektroautos und Hybridfahrzeuge müssen bedingt durch Hochspannungen bis zu 1000 Volt und entsprechend hohe Ströme deutlich stärkere Temperaturen und Überhitzung aushalten als ihre Vorgänger. BASF hat für eine robuste Kabelummantelung seine thermoplastischen Polyurethane (TPU) um das Elastollan 785 A 10 HPM (high performance) ergänzt. 

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Häufig gestellte Fragen

Was ist Polyurethan einfach erklärt?

Polyurethan (PU) ist ein vielseitiger Kunststoff, der durch die Reaktion von Polyolen mit Isocyanaten entsteht. Dieser Kunststoff zeichnet sich durch seine Flexibilität und Anpassungsfähigkeit aus. Je nach Herstellungsverfahren kann Polyurethan sowohl weich als auch hart sein. Weiche Polyurethan-Schäume werden häufig in Polstermöbeln und Matratzen verwendet, da sie komfortabel und langlebig sind. Polyurethane mit hoher Härte finden Anwendung in der Automobilindustrie, zum Beispiel in Stoßfängern und Armaturenbrettern von Autos sowie im Bauwesen für Isolierungen und Dichtstoffe. Ebenfalls eingesetzt wird Polyurethanschaum beim Einbau von Fenstern, um Fugen abzudichten und es wird zum Stabilisieren von Fundamenten stabilisieren verwendet. Zudem sind die Sohlen von vielen Sport-Schuhen aus Poly-Urethan, weil das Material ein geringes Gewicht hat und widerstandsfähig ist.

Ist PU ein Thermoplast?

Polyurethan (PU) ist kein Thermoplast. Es gehört zu den Duroplasten, da es nach der Aushärtung seine Form behält und nicht durch Erwärmen verformbar ist. Polyurethan wird durch chemische Reaktionen hergestellt, die es zu einem dauerhaften und festen Material machen, das nicht wie Thermoplaste mehrfach geschmolzen und neu geformt werden kann.

Was ist der Unterschied zwischen PU und TPU?

Polyurethan (PU) ist ein Duroplast, der nach dem Aushärten fest und unveränderlich bleibt. Thermoplastisches Polyurethan (TPU) hingegen ist ein Thermoplast, der bei Erwärmung verformbar und wiederholt schmelz- und formbar ist. PU wird oft für dauerhafte und feste Anwendungen genutzt, während TPU wegen seiner Flexibilität und Verarbeitbarkeit für Produkte wie Kabelummantelungen, Schläuche und flexible Teile eingesetzt wird.

Welcher Kunststoff ist Polyurethan?

Polyurethan (PU) ist ein vielseitiger Kunststoff, der durch die Reaktion von Polyolen mit Isocyanaten entsteht. Es ist ein Duroplast, der nach dem Aushärten fest und unveränderlich bleibt. Charakteristisch für die chemische Struktur dieser Kunststoff-Art ist die Urethan-Gruppe.

Sind Polyurethan Kunststoffe gesund?

Polyurethane (PU) ist in seiner gehärteten Form allgemein als sicher und gesundheitlich unbedenklich bekannt. Allerdings können während der Herstellung und Verarbeitung von Polyurethan, insbesondere bei unzureichender Belüftung, gesundheitsschädliche Dämpfe freigesetzt werden. Diese enthalten oft Isocyanate, die Atemwegsreizungen und andere gesundheitliche Probleme verursachen können.

Quellenangabe: Dieser Beitrag basiert auf den Informationen folgender Unternehmen: Covestro, Creabis, Getzner, Kraussmaffei, Rampf, Remondis.

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Angela Struck

Angela Struck ist Chefredakteurin des developmentscouts und freie Journalistin sowie Geschäftsführerin der Presse Service Büro GbR in Ried.