Polyurethan

Ein flexibles Material vielseitig einsetzbar

Polyurethan (PU, PUR) ist ein polymerer Kunststoff, bei dem die Polymerketten durch eine Polyadditionsreaktion von Polyolen und Isocyanaten (MDI oder TDI) gebildet werden. Die eingesetzten Polyole besitzen als reaktionsfähige funktionelle Gruppen mindestens zwei OH-Gruppen, die Isocyanate mindestens zwei NCO-Gruppen. Werden Polyole mit Isocyanaten vermischt, so entstehen durch Polyaddition Polyurethan-Ketten. Dabei verbinden sich die NCO-Gruppen mit den OH-Gruppen und bilden die für diese Polymer-Moleküle charakteristischen Urethan-Gruppen NH-CO-O.

Wegen der hohenen Flüchtigkeit und Reaktivität sind Isocyanat-Monomere gefährlich zu verarbeiten. Deshalb werden Polyurethan-Werkstoffe vom Anwender nicht aus Monomeren von Isocyanat und Polyol erzeugt. Stattdessen werden Präpolymere verwendet, die an den Enden Isocyanat-Moleküle tragen. Statt der flüchtigen, hochreaktiven Monomere liegt dann eine handhabbare Flüssigkeit vor, mit einer stark herabgesetzten Konzentration der reaktiven NCO-Endgruppen. Als zweite flüssige Komponente stellt die Industrie dem Anwender reine Polyole in Form von vorpolymerisierten Ketten zur Verfügung. Diese beiden Kettenmoleküle können im Prinzip direkt miteinander reagieren. In vielen Fällen wäre diese Reaktion aber zu langsam, so dass man hochreaktive Vernetzer einmischt, die die Verbindung von Präpolymeren und Polyolen sehr viel schneller vermitteln.

Polyurethan als Rollenbelag oder als Schlauchsegment: hohe technische Leistung bei niedrigem Preis

Durch unterschiedliche Vernetzungsgrade und durch den Einsatz verschiedener Polyole oder Isocyanate ergibt sich eine sehr große Eigenschaftsvielfalt der Polyurethane. Für Walzenbeläge oder für Schlauchsegmente ist insbesondere die Erscheinungsform des Polyurethans als Elastomer interessant. Hierbei konkurriert Polyurethan mit Gummi. Je nach Anwendung zeigt das Polyurethan bessere mechanische Eigenschaften und ein besseres Verschleißverhalten als Gummi, oft jedoch ist Gummi überlegen bei der thermischen Stabilität oder bei der chemischen Beständigkeit. Deshalb werden Polyurethan und Gummi als Walzenbelag und als Schlauch immer koexistieren.

Die chemische Industrie bietet eine große Palette von Polyolen, Präpolymeren, Vernetzern und anderen Rezepturbestandteilen. FKM ist kompetent darin, aus diesen Vorprodukten Formulierungen und Rezepte zu entwickeln, die an die Erfordernisse der Kunden angepasst sind. Dabei ist insbesondere die Auswahl des Polyols wichtig.

Um die unterschiedlichen Eigenschaftsbilder zu erreichen, benutzt FKM hauptsächlich drei Arten von Polyolen: Polyether-Polyol, Polyester-Polyol und Polycarbonat-Polyol.

Unter der Bezeichnung Ribopur-A bietet FKM Polyurethane auf der Basis von Polyether-Polyolen an. Diese Werkstoffe stellen einen guten Kompromiss von mechanischen Eigenschaften, Verschleißfestigkeit sowie Beständigkeit gegenüber Hydrolyse und Mineralölen dar. Die Anwendungstemperatur sollte 80 °C nicht überschreiten.

Mit Ribopur-E steht ein Polyurethan auf der Grundlage von Polyester-Polyolen zur Verfügung. Im Vergleich zu Ribopur-A sind Schnittfestigkeit und Verschleißbeständigkeit nochmals verbessert; dafür ist die Hydrolyse-Beständigkeit deutlich schlechter. Das Material eignet sich sehr gut, wenn Öl und Lösemittel im Spiel sind, nicht jedoch in Gegenwart von Wasser oder Wasserdampf. Auch hier liegt die maximale Einsatztemperatur bei 80 °C.

Um höchste Anforderungen zu erfüllen, bietet FKM Ribopur-C an, ein Polyurethan-Werkstoff auf der Basis von Polycarbonat-Polyolen. Dieses Material vereint exzellente mechanische Eigenschaften mit der besten Hydrolyse-Festigkeit, aber auch mit Beständigkeit gegenüber Öl oder Lösemitteln. Die Anwendungstemperatur kann bis zu 130 °C betragen.