De geschiedenis van polyurethaan - Otto Bayer

Polyurethaan is een organisch polymeer dat bestaat uit organische eenheden verbonden door carbamaat (urethaan) verbindingen. Hoewel de meeste polyurethanen thermohardende polymeren zijn die niet smelten bij verhitting, zijn ook thermoplastische polyurethanen beschikbaar.

Volgens de Alliance of The Polyurethane Industry, "worden polyurethanen gevormd door een polyol (een alcohol met meer dan twee reactieve hydroxylgroepen per molecuul) te laten reageren met een diisocyanaat of een polymeer isocyanaat in aanwezigheid van geschikte katalysatoren en additieven."

Polyurethanen zijn het best bekend bij het publiek in de vorm van flexibel schuim: stoffering, matrassen, oordoppen, chemisch-resistente coatings, speciale lijmen en kitten, en verpakkingen. Het komt ook voor de rigide vormen van isolatie voor gebouwen, boilers, koeltransport en commerciële en residentiële koeling.

Polyurethaanproducten worden vaak eenvoudig 'urethanen' genoemd, maar moeten niet worden verward met ethylcarbamaat, dat ook urethaan wordt genoemd. Polyurethanen bevatten noch worden geproduceerd uit ethylcarbamaat.

Otto Bayer

Otto Bayer en medewerkers van IG Farben in Leverkusen, Duitsland, ontdekten en patenteerden de chemie van polyurethanen in 1937. Bayer (1902 - 1982) ontwikkelde het nieuwe polyisocyanaat-polyadditieproces. Het basisidee dat hij documenteert vanaf 26 maart 1937, heeft betrekking op spinbare producten gemaakt van hexaan-1,6-diisocyanaat (HDI) en hexa-1,6-diamine (HDA). Publicatie van Duits patent DRP 728981 op 13 november 1937: "Een proces voor de productie van polyurethanen en polyurea". Het team van uitvinders bestond uit Otto Bayer, Werner Siefken, Heinrich Rinke, L. Orthner en H. Schild.

Heinrich Rinke 

Octamethyleendiisocyanaat en butaandiol-1,4 zijn de eenheden van een polymeer geproduceerd door Heinrich Rinke. Hij noemde dit gebied van polymeren "polyurethanen", een naam die binnenkort wereldwijd bekend zou worden vanwege een extreem veelzijdige materiaalklasse. 

Vanaf het begin werden handelsnamen gegeven aan polyurethaanproducten. Igamid® voor kunststoffen, Perlon® voor vezels. 

William Hanford en Donald Holmes 

William Edward Hanford en Donald Fletcher Holmes bedachten een proces voor het maken van het multifunctionele materiaal polyurethaan.

Andere gebruiken

In 1969 exposeerde Bayer een volledig plastic auto in Düsseldorf, Duitsland. Delen van deze auto, inclusief de carrosseriepanelen, werden gemaakt met behulp van een nieuw proces genaamd reactie-spuitgieten (RIM), waarbij de reactanten werden gemengd en vervolgens in een mal werden gespoten. De toevoeging van vulstoffen produceerde versterkte RIM (RRIM), die verbeteringen in buigmodulus (stijfheid), vermindering van thermische uitzettingscoëfficiënt en betere thermische stabiliteit opleverde. Door deze technologie te gebruiken, werd de eerste auto met kunststof carrosserie in 1983 in de Verenigde Staten geïntroduceerd. Hij heette de Pontiac Fiero. Verdere toenames in stijfheid werden verkregen door vooraf geplaatste glasmatten in de RIM-matrijsholte op te nemen, harsinjectiegieten genoemd, of structurele RIM.

Polyurethaanschuim (inclusief schuimrubber) wordt soms gemaakt met kleine hoeveelheden blaasmiddelen om minder dicht schuim, betere demping / energie-absorptie of thermische isolatie te geven. In het begin van de jaren negentig beperkte het Montreal-protocol vanwege het effect op de aantasting van de ozonlaag het gebruik van veel chloorhoudende blaasmiddelen. Tegen het einde van de jaren negentig werden blaasmiddelen zoals koolstofdioxide en pentaan op grote schaal gebruikt in Noord-Amerika en de EU.