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Polyurethan

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Chemie

Du hast wahrscheinlich auf diesen Artikel geklickt, weil du im Chemie-Unterricht nicht ganz verstanden hast, was es mit diesem Wort auf sich hat. In diesem Artikel erklären wir dir ausführlich, was Polyurethan bedeutet und alles Wissenswertes dazu. Polyurethan ist im Übrigen ein Polymer.

Viel Spaß beim Lernen!

Was ist Polyurethan?

Um alles weitere zu verstehen, müssen wir uns zunächst die Frage stellen, was dieser Stoff bedeutet. Das Kurzzeichen für Polyurethan ist PUR oder einfach nur PU. Polyurethan gehört zu den Kunststoffen oder Kunstharze. Bei Harzen wird zwischen dem Naturharz und dem Kunstharz unterschieden.

  • Naturharz kennt jeder, der schonmal einen Tannenzapfen angefasst oder die Rinde von einem Baum entfernt hat: danach hat man an den Fingern eine sehr zähe Masse kleben, die nur schwer wieder abzukriegen ist. Das ist der Naturharz.
  • Kunstharz jedoch entsteht durch eine sogenannte Polyadditionsreaktion: Eine Polyreaktion, die Polymere (Kunststoffe) bildet. Polyurethan gehört zur Urethan-Gruppe. Diese Gruppe wird zu den Carbamaten gezählt, wie z.B. Salze oder Ester. Wobei Ester häufiger als Urethan bezeichnet wird.

Eigenschaften von Polyurethan

Je nach Verarbeitungsart des Polyurethan, kann es unterschiedliche Eigenschaften aufweisen.

  • unterschiedliche Dichte: je nachdem ob der Stoff beispielsweise geschäumt wurde oder nicht.
  • Wenn Polyurethan nicht komplett ausreagiert ist, kann es dazu führen, dass der Stoff Allergien auslöst oder sogar Krebs verursacht. Wenn er jedoch ausreagiert ist und keine Monomere mehr enthält, gibt es keine gesundheitlichen Schäden die mit Polyurethan in Verbindung gebracht werden.
  • Genau wie bei dem Kunststoff Polystyrol kann auch bei dem Polyurethan Flammschutzmittel hinzugegeben werden. Dabei muss man jedoch vorsichtig sein, da diese sonst über die Haut oder die Atemwege aufgenommen werden können.
  • besonders verschleißfest
  • sehr gute Witterungsbeständigkeit aufweist
  • mechanische Festigkeit
  • kann sich gut gegen Öle und Fette behaupten
  • beständig gegenüber extremen Tiefentemperaturen.

Giftigkeit von Polyurethan

Auch wenn der Stoff sehr vielseitig einsetzbar ist, so darf doch die Herstellung von diesem in keiner Weise unterschätzt werden - denn diese ist hoch giftig.

  • Herstellung: Um das Endprodukt Polyurethan herzustellen, muss es zunächst aus dem Stoff Isocyanat gewonnen werden. Doch genau dieser gilt als giftig. Das Nebenprodukt bei der Verarbeitung von Isocyanat sind nämlich bedenkliche Gase sowie Lösungsmittel welche in der Luft verweilen.
  • Erhitzen: Ebenso ähnlich sieht es aus, wenn sich Polyurethan entzündet oder einfach nur erhitzt. Denn dabei entsteht das hochgiftige Diisocyanat. Häufig wird dem Polyurethan Weichmacher hinzugegeben. Auch diese können durchaus gefährlich sein.
  • Herstellung: Schauen wir uns noch einmal die Herstellung von Polyurethan an, dann stellt man fest, dass für die Produktion ein erheblicher Anteil an Chlor benötigt wird. Ihr kennt Chlor bestimmt, wenn ihr in ein Schwimmbad geht. Gerade Eltern oder auch Lehrer weisen einen immer wieder darauf hin, dass man das Wasser nicht schlucken sollte. Manche reagieren sogar allergisch auf Chlor und der zu lange Aufenthalt in Chlorwasser kann Trockenheit und gereizte Schleimhäute verursachen. In Schwimmbädern ist Chlor jedoch lediglich verdünnt. Bei der Herstellung allerdings nicht, was es umso schädlicher für die Leute macht, die in der Produktion arbeiten.
  • Zwischenprodukte: Des Weiteren sind alle Zwischenprodukte die bei der Herstellung von Polyurethan auftauchen hochgradig giftig. Die meisten Nebenprodukte sind gasförmig. Man kann die Gefahr dementsprechend nicht direkt erkennen. Deshalb werden Gase auch als schleichendes Gift bezeichnet.
  • Umweltschädlich: Ein weiterer Giftfaktor betrifft diesmal die Umwelt: denn einer der Rohstoffe für Polyurethan ist Erdöl - welches schlecht für die Umwelt und das Klima ist. Erdöl ist besonders schlecht abbaubar und führt deshalb zu Verschmutzungen.

Anwendungsarten von Polyurethan

Polyurethan ist vielseitig einsetzbar und dementsprechend weit verbreitet:

Schaumstoff:

  • Küchenschwämme
  • Polstermaterial, in Form von Autositzen oder Möbeln wie zum Beispiel Matratzenschaum oder für die Couch.

Hartschaum:

  • für die Wärmedämmung: gerade in Gebäuden, Kühlgeräten oder in Wärme- Kältespeichern, teilweise sogar in Rohrsystemen

Mittlerweile wird PU sogar bei dem Fahrzeugbau verwendet, zum Beispiel im Lenkrad oder in der Innenraumverkleidung.

Auch im Supermarkt können wir den Kunststoff finden. Denn dort wird er für Verpackungen genutzt. Habt ihr schon einmal Obst gesehen, was umschlossen ist von einem weichen weißen Gitter? Genau das ist der Kunststoff.

Des Weiteren wird Polyurethan im Zusammenhang mit Lacken, Beschichtungen und auch Klebstoffen gebraucht. Da das PU eine gute Haftungseigenschaft aufweist, wird es dort als Grundierung verwertet. Außerdem auch weil es eine hohe Beständigkeit gegenüber Lösemitteln, Chemikalien und Witterungseinflüssen besitzt.

Allerdings kann es auch in der Textilbranche eingesetzt werden. Dort wird er als Bestandteil von synthetischen Fasern genutzt. Wenn ihr euch die Schildchen von euren T-Shirts die an der Innenseite befestigt sind einmal durchlest kann es sein, dass ihr den Stoff Elasthan seht. Dieser wird aus Polyurethan hergestellt.

Auch bei Handtaschen könnt ihr Polyurethan finden. Wenn Rucksäcke oder Taschen beispielsweise nicht aus echtem Leder hergestellt sind werden sie in der Regel stattdessen aus einem sogenannten PU-Leder produziert. Genau dieses wird ebenfalls aus Polyurethan gewonnen, wie euch die Abkürzung wahrscheinlich schon verraten hat.

Polyurethan - Alles Wissenswerte auf einen Blick

Damit ihr nicht wieder alles vergesst oder den Überblick verliert, fassen wir euch hier einmal alles kurz zusammen:

  • Polyurethan ist ein Kunststoff oder auch Kunstharz.
  • Der Stoff kann hoch giftig sein, wenn er nicht zu Ende reagiert ist, da alle Nebenprodukte von Polyurethan giftig sind.
  • Die beliebtesten Eigenschaften sind, dass es eine sehr gute Witterungsbeständigkeit aufweist, sich gut gegen Öle und Fette behaupten kann und bei extremen Temperaturen beständig ist.
  • Hergestellt wird Polyurethan aus Isocyanat und Rohstoffen wie Erdöl und Chlor.
  • Auch sollte sich PUR nicht erhitzen, da dabei Diisocyanat entsteht, welches ebenso giftig ist wie Isocyanat.
  • Das Anwendungsgebiet von Polyurethan ist äußerst vielfältig. So kann es zum Beispiel im Haushalt wiedergefunden werden in Form von Kleidung, Taschen oder Schwämmen oder in der Bauindustrie für Lacke oder die Herstellung von Fahrzeugen verwendet werden.

Geschafft! Jetzt könnt ihr aufatmen, denn ihr habt es bis zum Ende geschafft. Sehr gut! Ihr seid bestens vorbereitet für die nächste Unterrichtsstunde. Weiter so!

Finales Polyurethan Quiz

Frage

Wie lautet das Kurzzeichen für Polyurethan? 

Antwort anzeigen

Antwort

PUR oder PU

Frage anzeigen

Frage

Welche zwei Formen der Harze unterscheidet man? 

Antwort anzeigen

Antwort

  • Naturharz
  • Kunstharz
Frage anzeigen

Frage

Wie entsteht ein Kunstharz?

Antwort anzeigen

Antwort

Ein Kunstharz entsteht durch eine Polyadditionsreaktion. Dadurch entsteht Polymere, zu denen auch Polyurethan zählt. 

Frage anzeigen

Frage

Woraus wird Polyurethan gewonnen? 

Antwort anzeigen

Antwort

Polyurethan wird aus dem Monomer Isocyanat gewonnen. 

Frage anzeigen

Frage

Wenn man Polyurethan erhitzt, entsteht das hochgiftige ...

Antwort anzeigen

Antwort

Diisocyanat

Frage anzeigen

Frage

Welches Halogenid wird für die Herstellung von Polyurethan verwendet?

Antwort anzeigen

Antwort

Chlor

Frage anzeigen

Frage

Der umweltschädliche Faktor von Polyurethan entsteht aufgrund des (1) ..... für Polyurethan: (2) ...... Dieses ist schlecht (3) ..... und führt deshalb in der Umwelt zu (4) ......

Antwort anzeigen

Antwort

(1) Rohstoffs

(2) Erdöl

(3) abzubauen 

(4) Verschmutzungen

Frage anzeigen

Frage

In welchen zwei Formen wird Polyurethan angewendet? 

Antwort anzeigen

Antwort

Polyurethan wird als Schaumstoff oder Hartschaum verwendet. 

Frage anzeigen

Frage

Wo findet man das als Schaumstoff verwendete Polyurethan?

Antwort anzeigen

Antwort

Polyurethan wird verwendet als: 

  • Küchenschwämme
  • Polstermaterial für zum Beispiel Autositze und Möbel. 
Frage anzeigen

Frage

Wo findet man Polyurethan im Supermarkt? 

Antwort anzeigen

Antwort

Polyurethan wird vor allem für Verpackungen von Obst verwendet. 

Frage anzeigen

Frage

Wo in der Textilindustrie lässt sich Polyurethan finden? 

Antwort anzeigen

Antwort

Polyurethan wird zu Elasthan weiterentwickelt. Dieses ist Bestandteil der synthetischen Fasern vieler Kleidungsstücke. 

Frage anzeigen

Frage

Richtig oder Falsch?

Polyurethan ist immer giftig.

Antwort anzeigen

Antwort

Falsch. Nur die Nebenprodukte sind giftig. Wenn Polyurethan zu Ende reagiert, ist es nicht mehr giftig. 

Frage anzeigen

Frage

Nenne grundlegende Eigenschaften des Polyurethans. 

Antwort anzeigen

Antwort

  • verschleißfest
  • Witterungsbeständigkeit
  • mechanische Festigkeit
  • beständig gegenüber extremen Kälten
  • Dichte schwankend, abhängig von Schäumung des Materials
Frage anzeigen

Frage

Zu welcher Form der Harze gehört Polyurethan? 

Antwort anzeigen

Antwort

Kunstharz

Frage anzeigen

Frage

Richtig oder Falsch?

Polyurethan wird aufgrund seiner guten Haftungseigenschaft als Lack, Beschichtung oder Klebstoff verwendet.

Antwort anzeigen

Antwort

Richtig.

Frage anzeigen
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