Otto Bayer en de geschiedenis van polyurethaan

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

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

Polyurethanen zijn vooral bekend bij het publiek in de vorm van soepele schuimen: stoffering, matrassen, oordopjes, chemisch bestendige coatings, speciale lijmen en kitten en verpakkingen. Het gaat ook om de stijve vormen van isolatie voor gebouwen, boilers, gekoeld transport en commerciële en residentiële koeling.

Polyurethaanproducten worden vaak simpelweg 'urethanen' genoemd, maar mogen niet worden verward met ethylcarbamaat, ook wel urethaan genoemd. Polyurethanen bevatten noch worden geproduceerd uit ethylcarbamaat.

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 vanaf 26 maart 1937 documenteert, heeft betrekking op spinbare producten gemaakt van hexaan-1,6-diisocyanaat (HDI) en hexa-1,6-diamine (HDA). Publicatie van het Duitse octrooi 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.

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 al snel wereldwijd bekend zou worden vanwege een uiterst veelzijdige materiaalklasse.

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

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

In 1969 stelde Bayer een volledig plastic auto tentoon in Düsseldorf, Duitsland. Onderdelen van deze auto, inclusief de carrosseriepanelen, zijn gemaakt met behulp van een nieuw proces genaamd 'injection injection molding' (RIM), waarbij de reactanten zijn gemengd en vervolgens in een mal zijn gespoten. De toevoeging van vulstoffen produceerde versterkte RIM (RRIM), wat verbeteringen in buigmodulus (stijfheid), vermindering van de thermische uitzettingscoëfficiënt en betere thermische stabiliteit opleverde. Door deze technologie te gebruiken, werd in 1983 de eerste auto met plastic carrosserie in de Verenigde Staten geïntroduceerd. Het heette de Pontiac Fiero. Verdere stijgingen van de stijfheid werden verkregen door vooraf geplaatste glasmatten op te nemen in de holte van de RIM-vorm, genaamd hars-spuitgieten, of structurele RIM.

Polyurethaanschuim (inclusief schuimrubber) wordt soms gemaakt met kleine hoeveelheden blaasmiddelen om minder dicht schuim te geven, betere demping / energieabsorptie of thermische isolatie. Vanwege hun invloed op de aantasting van de ozonlaag beperkte het Montreal-protocol begin jaren negentig het gebruik van veel chloorhoudende blaasmiddelen. Eind jaren negentig werden blaasmiddelen zoals kooldioxide en pentaan veel gebruikt in Noord-Amerika en de EU.