Einfluss der Anzahl der Monomere auf die Härte des Polyurethanschaums

Polyurethanschaum entsteht durch die Polyaddition von Diisocyanat und einem Polyol. Die Härte des resultierenden Schaums hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter ebenfalls die Anzahl der Monomere. Eine hohe Anzahl von Monomeren führt zu einem Weichschaum während eine niedrige Anzahl zu einem Hartschaum führt. Diese Beobachtung kann auf die Wahl des Polyols zurückgeführt werden.

Polyurethanschaum besteht aus einer dreidimensionalen Netzwerkstruktur die durch die Reaktion von Diisocyanat mit Polyol gebildet wird. Das Diol reagiert mit dem Diisocyanat mittels welchem sich lineare oder verzweigte Ketten bilden. Wasser spielt auch eine wichtige Rolle bei der Schaumbildung. Es reagiert mit den Isocyanatgruppen und bildet Kohlendioxid das den Schaum zum Aufschäumen bringt.

Die Wahl des Polyols beeinflusst die Härte des entstehenden Schaums. Kurzkettige Diole ergeben Hartschäume während langkettige Polyetherdiole Weichschäume erzeugen. Die Unterschiede in der Härte resultieren aus den strukturellen Eigenschaften der Polyole.

Kurzkettige Diole haben eine geringere Molekülmasse und bilden lineare Kettenstrukturen im Schaum. Diese linearen Ketten bilden weniger Verzweigungen und verleihen dem Schaum eine höhere Steifigkeit und Härte. Aufgrund der geringeren Anzahl von Monomeren pro Kettenmolekül gibt es weniger Möglichkeiten für intermolekulare Wechselwirkungen was zu einer geringeren Flexibilität führt. Dadurch entsteht ein Hartschaum.

Im Gegensatz dazu haben langkettige Polyetherdiole eine höhere Molekülmasse und bilden verzweigte Kettenstrukturen im Schaum. Die verzweigten Ketten erhöhen die Flexibilität und Elastizität des Schaums. Durch die erhöhte Anzahl von Monomeren pro Kettenmolekül gibt es weiterhin Möglichkeiten für intermolekulare Wechselwirkungen was zu einer geringeren Steifigkeit und einer weicheren Textur führt. Daher entsteht ein Weichschaum.

Passt auf : Dass neben der Anzahl der Monomere auch andere Faktoren die Härte des Schaums beeinflussen können ebenso wie beispielsweise die Menge an Wasser das bei der Reaktion verwendet wird. Wasser spielt eine entscheidende Rolle bei der Vernetzung des Schaums und kann ähnlich wie dazu führen, dass der Schaum weicher oder härter wird.

Herauskristalisiert hat sich: die Anzahl der Monomere bei der Polyaddition von Diisocyanat und Polyol einen direkten Einfluss auf die Härte des entstehenden Polyurethanschaums hat. Die Wahl des Polyols, insbesondere die Unterschiede in der Molekülmasse und der Anordnung der Monomere, bestimmt die strukturellen Eigenschaften des Schaums und führt zur Bildung von Weich- oder Hartschaum.