Polyurethan

Save Speichern
Print Drucken
Edit Bearbeiten
Melde dich an und nutze alle Funktionen. Jetzt anmelden

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

Nenne die drei wichtigsten Synthesemechanismen von Kunststoffen.

Antwort anzeigen

Antwort

  • Radikalische Polymerisation
  • Polykondensation
  • Polyaddition
Frage anzeigen

Frage

Nenne die vier wesentlichen Schritte der radikalischen Polymerisation.

Antwort anzeigen

Antwort

  1. Bildung der Start-Radikale: Dibenzoylperoxid zerfällt in Radikale
  2. Kettenstart (Initiation): Ein Radikal trifft auf ein Monomer (z.B. Ethen-Molekül) und reagiert zu einem neuen (größeren) Radikal
  3. Kettenwachstum: Das Radikal greift ein weiteres Monomer an und die Kette wird verlängert
  4. Kettenabbruch: Zwei Radikale treffen aufeinander
Frage anzeigen

Frage

Beschreibe die Kunststoffsynthese durch Polykondensation.

Antwort anzeigen

Antwort

Bei der Polykondensation werden Monomer-Moleküle mit mind. zwei reagierenden funktionellen Gruppen unter Abspaltung eines kleinen Moleküls (z. B. Wasser) miteinander verknüpft.

Frage anzeigen

Frage

Wie entsteht ein Polyester? Benenne die funktionellen Gruppen der Monomere.

Antwort anzeigen

Antwort

Eine Hydroxygruppe reagiert mit einer Carboxylgruppe unter Wasserabspaltung zu einem Ester. 

Frage anzeigen

Frage

Wie entsteht ein Polyamid? Benenne die funktionellen Gruppen der Monomere.

Antwort anzeigen

Antwort

Eine Carboxylgruppe reagiert mit einer Aminogruppe unter Wasserabspaltung und Ausbildung einer Amidbindung.

Frage anzeigen

Frage

Wie entsteht ein Phenoplast?

Antwort anzeigen

Antwort

Phenoplaste entstehen durch Polykondensation einer Carbonylverbindung (meist Methanal) mit Phenolen.

Frage anzeigen

Frage

Aus welchen Edukten entsteht ein Polyurethan?

Antwort anzeigen

Antwort

Diol + Diisocyanat = Polyurethan

Frage anzeigen

Frage

Aus welchen Edukten entsteht ein Polyharnstoff?

Antwort anzeigen

Antwort

Diamin + Diisocyanat = Polyharnstoff

Frage anzeigen

Frage

Beschreibe die strukturellen Eigenschaften eines Thermoplasts?

Antwort anzeigen

Antwort

  • Bifunktional
  • Gemisch nicht miteinander verbundener Makromoleküle (linear)
  • Beim Erhitzen verformbar
Frage anzeigen

Frage

Beschreibe die strukturellen Eigenschaften eines Duroplasts?

Antwort anzeigen

Antwort

  • min. trifunktional
  • Verknüpfung der Molekülketten zu dreidimensionalem Netzwerk
  • Beim Erhitzen: Zersetzung
Frage anzeigen

Frage

Beschreibe die strukturellen Eigenschaften eines Elastomers?

Antwort anzeigen

Antwort

Ähneln im molekularen Aufbau Duroplasten, aber die Ketten sind nicht starr, sondern etwas beweglich

Bei Zug- bzw. Druckbelastungen verhalten sie sich elastisch: Sie kehren in ihre ursprüngliche Form zurück.

Frage anzeigen

Frage

Nenne die drei wichtigsten Synthesemechanismen von Kunststoffen.

Antwort anzeigen

Antwort

  • Radikalische Polymerisation
  • Polykondensation
  • Polyaddition
Frage anzeigen

Frage

Nenne die vier wesentlichen Schritte der radikalischen Polymerisation.

Antwort anzeigen

Antwort

  1. Bildung der Start-Radikale: Dibenzoylperoxid zerfällt in Radikale
  2. Kettenstart (Initiation): Ein Radikal trifft auf ein Monomer (z.B. Ethen-Molekül) und reagiert zu einem neuen (größeren) Radikal
  3. Kettenwachstum: Das Radikal greift ein weiteres Monomer an und die Kette wird verlängert
  4. Kettenabbruch: Zwei Radikale treffen aufeinander
Frage anzeigen

Frage

Beschreibe die Kunststoffsynthese durch Polykondensation.

Antwort anzeigen

Antwort

Bei der Polykondensation werden Monomer-Moleküle mit mind. zwei reagierenden funktionellen Gruppen unter Abspaltung eines kleinen Moleküls (z. B. Wasser) miteinander verknüpft.

Frage anzeigen

Frage

Wie entsteht ein Polyester? Benenne die funktionellen Gruppen der Monomere.

Antwort anzeigen

Antwort

Eine Hydroxygruppe reagiert mit einer Carboxylgruppe unter Wasserabspaltung zu einem Ester. 

Frage anzeigen

Frage

Wie entsteht ein Polyamid? Benenne die funktionellen Gruppen der Monomere.

Antwort anzeigen

Antwort

Eine Carboxylgruppe reagiert mit einer Aminogruppe unter Wasserabspaltung und Ausbildung einer Amidbindung.

Frage anzeigen

Frage

Wie entsteht ein Phenoplast?

Antwort anzeigen

Antwort

Phenoplaste entstehen durch Polykondensation einer Carbonylverbindung (meist Methanal) mit Phenolen.

Frage anzeigen

Frage

Aus welchen Edukten entsteht ein Polyurethan?

Antwort anzeigen

Antwort

Diol + Diisocyanat = Polyurethan

Frage anzeigen

Frage

Aus welchen Edukten entsteht ein Polyharnstoff?

Antwort anzeigen

Antwort

Diamin + Diisocyanat = Polyharnstoff

Frage anzeigen

Frage

Beschreibe die strukturellen Eigenschaften eines Thermoplasts?

Antwort anzeigen

Antwort

  • Bifunktional
  • Gemisch nicht miteinander verbundener Makromoleküle (linear)
  • Beim Erhitzen verformbar
Frage anzeigen

Frage

Beschreibe die strukturellen Eigenschaften eines Duroplasts?

Antwort anzeigen

Antwort

  • min. trifunktional
  • Verknüpfung der Molekülketten zu dreidimensionalem Netzwerk
  • Beim Erhitzen: Zersetzung
Frage anzeigen

Frage

Beschreibe die strukturellen Eigenschaften eines Elastomers?

Antwort anzeigen

Antwort

Ähneln im molekularen Aufbau Duroplasten, aber die Ketten sind nicht starr, sondern etwas beweglich

Bei Zug- bzw. Druckbelastungen verhalten sie sich elastisch: Sie kehren in ihre ursprüngliche Form zurück.

Frage anzeigen

Frage

Nenne die drei wichtigsten Synthesemechanismen von Kunststoffen.

Antwort anzeigen

Antwort

  • Radikalische Polymerisation
  • Polykondensation
  • Polyaddition
Frage anzeigen

Frage

Nenne die vier wesentlichen Schritte der radikalischen Polymerisation.

Antwort anzeigen

Antwort

  1. Bildung der Start-Radikale: Dibenzoylperoxid zerfällt in Radikale
  2. Kettenstart (Initiation): Ein Radikal trifft auf ein Monomer (z.B. Ethen-Molekül) und reagiert zu einem neuen (größeren) Radikal
  3. Kettenwachstum: Das Radikal greift ein weiteres Monomer an und die Kette wird verlängert
  4. Kettenabbruch: Zwei Radikale treffen aufeinander
Frage anzeigen

Frage

Beschreibe die Kunststoffsynthese durch Polykondensation.

Antwort anzeigen

Antwort

Bei der Polykondensation werden Monomer-Moleküle mit mind. zwei reagierenden funktionellen Gruppen unter Abspaltung eines kleinen Moleküls (z. B. Wasser) miteinander verknüpft.

Frage anzeigen

Frage

Wie entsteht ein Polyester? Benenne die funktionellen Gruppen der Monomere.

Antwort anzeigen

Antwort

Eine Hydroxygruppe reagiert mit einer Carboxylgruppe unter Wasserabspaltung zu einem Ester. 

Frage anzeigen

Frage

Wie entsteht ein Polyamid? Benenne die funktionellen Gruppen der Monomere.

Antwort anzeigen

Antwort

Eine Carboxylgruppe reagiert mit einer Aminogruppe unter Wasserabspaltung und Ausbildung einer Amidbindung.

Frage anzeigen

Frage

Wie entsteht ein Phenoplast?

Antwort anzeigen

Antwort

Phenoplaste entstehen durch Polykondensation einer Carbonylverbindung (meist Methanal) mit Phenolen.

Frage anzeigen

Frage

Aus welchen Edukten entsteht ein Polyurethan?

Antwort anzeigen

Antwort

Diol + Diisocyanat = Polyurethan

Frage anzeigen

Frage

Aus welchen Edukten entsteht ein Polyharnstoff?

Antwort anzeigen

Antwort

Diamin + Diisocyanat = Polyharnstoff

Frage anzeigen

Frage

Beschreibe die strukturellen Eigenschaften eines Thermoplasts?

Antwort anzeigen

Antwort

  • Bifunktional
  • Gemisch nicht miteinander verbundener Makromoleküle (linear)
  • Beim Erhitzen verformbar
Frage anzeigen

Frage

Beschreibe die strukturellen Eigenschaften eines Duroplasts?

Antwort anzeigen

Antwort

  • min. trifunktional
  • Verknüpfung der Molekülketten zu dreidimensionalem Netzwerk
  • Beim Erhitzen: Zersetzung
Frage anzeigen

Frage

Beschreibe die strukturellen Eigenschaften eines Elastomers?

Antwort anzeigen

Antwort

Ähneln im molekularen Aufbau Duroplasten, aber die Ketten sind nicht starr, sondern etwas beweglich

Bei Zug- bzw. Druckbelastungen verhalten sie sich elastisch: Sie kehren in ihre ursprüngliche Form zurück.

Frage anzeigen

Frage

Nenne die drei wichtigsten Synthesemechanismen von Kunststoffen.

Antwort anzeigen

Antwort

  • Radikalische Polymerisation
  • Polykondensation
  • Polyaddition
Frage anzeigen

Frage

Nenne die vier wesentlichen Schritte der radikalischen Polymerisation.

Antwort anzeigen

Antwort

  1. Bildung der Start-Radikale: Dibenzoylperoxid zerfällt in Radikale
  2. Kettenstart (Initiation): Ein Radikal trifft auf ein Monomer (z.B. Ethen-Molekül) und reagiert zu einem neuen (größeren) Radikal
  3. Kettenwachstum: Das Radikal greift ein weiteres Monomer an und die Kette wird verlängert
  4. Kettenabbruch: Zwei Radikale treffen aufeinander
Frage anzeigen

Frage

Beschreibe die Kunststoffsynthese durch Polykondensation.

Antwort anzeigen

Antwort

Bei der Polykondensation werden Monomer-Moleküle mit mind. zwei reagierenden funktionellen Gruppen unter Abspaltung eines kleinen Moleküls (z. B. Wasser) miteinander verknüpft.

Frage anzeigen

Frage

Wie entsteht ein Polyester? Benenne die funktionellen Gruppen der Monomere.

Antwort anzeigen

Antwort

Eine Hydroxygruppe reagiert mit einer Carboxylgruppe unter Wasserabspaltung zu einem Ester. 

Frage anzeigen

Frage

Wie entsteht ein Polyamid? Benenne die funktionellen Gruppen der Monomere.

Antwort anzeigen

Antwort

Eine Carboxylgruppe reagiert mit einer Aminogruppe unter Wasserabspaltung und Ausbildung einer Amidbindung.

Frage anzeigen

Frage

Wie entsteht ein Phenoplast?

Antwort anzeigen

Antwort

Phenoplaste entstehen durch Polykondensation einer Carbonylverbindung (meist Methanal) mit Phenolen.

Frage anzeigen

Frage

Aus welchen Edukten entsteht ein Polyurethan?

Antwort anzeigen

Antwort

Diol + Diisocyanat = Polyurethan

Frage anzeigen

Frage

Aus welchen Edukten entsteht ein Polyharnstoff?

Antwort anzeigen

Antwort

Diamin + Diisocyanat = Polyharnstoff

Frage anzeigen

Frage

Beschreibe die strukturellen Eigenschaften eines Thermoplasts?

Antwort anzeigen

Antwort

  • Bifunktional
  • Gemisch nicht miteinander verbundener Makromoleküle (linear)
  • Beim Erhitzen verformbar
Frage anzeigen

Frage

Beschreibe die strukturellen Eigenschaften eines Duroplasts?

Antwort anzeigen

Antwort

  • min. trifunktional
  • Verknüpfung der Molekülketten zu dreidimensionalem Netzwerk
  • Beim Erhitzen: Zersetzung
Frage anzeigen

Frage

Beschreibe die strukturellen Eigenschaften eines Elastomers?

Antwort anzeigen

Antwort

Ähneln im molekularen Aufbau Duroplasten, aber die Ketten sind nicht starr, sondern etwas beweglich

Bei Zug- bzw. Druckbelastungen verhalten sie sich elastisch: Sie kehren in ihre ursprüngliche Form zurück.

Frage anzeigen
60%

der Nutzer schaffen das Polyurethan Quiz nicht! Kannst du es schaffen?

Quiz starten

Über 2 Millionen Menschen lernen besser mit StudySmarter

  • Tausende Karteikarten & Zusammenfassungen
  • Individueller Lernplan mit Smart Reminders
  • Übungsaufgaben mit Tipps, Lösungen & Cheat Sheets
Finde passende Lernmaterialien für deine Fächer
Icon
Biologie
Icon
Chemie
Icon
Deutsch
Icon
Englisch
Icon
Geographie
Icon
Geschichte
Icon
Mathe
Icon
Physik
Hol dir jetzt die Mobile App

Die StudySmarter Mobile App wird von Apple & Google empfohlen.

Polyurethan
Lerne mit der Web App

Alle Lernunterlagen an einem Ort mit unserer neuen Web App.

Mehr dazu Polyurethan