Neuartiger Polyurethanverschäumungsprozess mit reduziertem Isocyanatgehalt
Im PUR-Schaum-Sektor sind mehr als 50 000 EU-Unternehmen mit 1,6 Millionen Beschäftigten aktiv. Isocyanat ist zusammen mit Polyol einer der Hauptbestandteile von PUR. Diese beiden reagieren in Gegenwart verschiedener Zusätze zu PUR-Schaum. Isocyanat stellt eine Gefahr für die Arbeitsgesundheit dar und wird mit 10 bis 20 % der Asthmafälle in der EU in Verbindung gebracht. Im Rahmen des Projekts FREEFOAM (Novel PUR foaming manufacturing process with reduced toxic isocyanate content) hat man deshalb eine neuartige Lösung für diese Herausforderung entwickelt, die auf dem Einsatz von verkapseltem Isocyanat beruht. Die aus der Mischung, die aus in Polyol dispergiertem verkapselten Isocyanat besteht, resultierende homogene Reaktion ermöglicht eine kontrollierte Freisetzung des Isocyanats. Damit wird die Reaktionsfähigkeit ingesamt erhöht und gewährleistet, dass erst dann eine Reaktion stattfindet, wenn es erwünscht ist, wodurch folglich die Menge des erforderlichen freien Isocyanats verringert wird. Im Gegenzug bleibt ein geringerer Restisocyanatgehalt in dem Schaum zurück, was die Freisetzung in die Umwelt minimiert. Weitere Vorteile sind ein homogeneres Schaumprodukt und weniger Abfall, der zuvor noch aufgrund der schlechten Homogenität der Reaktionsmischung entstand. Die Projektpartner untersuchten eine Anzahl verschiedener Isocyanatrezepturen, was zur Auswahl von Toluoldiisocyanaten zur Verkapselung hinführte. Potenzielle Anwendungen sind die kontrollierte Freisetzung von Innenmaterial mit speziellen Eigenschaften unter bestimmten Temperatur- und pH-Bedingungen. Diese neue Methode kann in den Sektoren Pharmazeutik, Kosmetik, Chemie, Landwirtschaft und Lebensmittel eingesetzt werden. Insgesamt wurden 14 neue ionische und nichtionische oberflächenaktive Stoffe hergestellt, charakterisiert und erprobt. Deren Einfluss auf den Kapselbildungsprozess und die Stabilität der erhaltenen Kapseln in Abhängigkeit von der Zeit wurde sorgfältig untersucht. Das Team untersuchte außerdem den Verschäumungsprozess, unterstützt von der Entwicklung von Methoden zur Quantifizierung des Isocyanats, das nach dem Aufbrechen der Kapseln freigesetzt wird. FREEFOAM hat ein neues und zukunftsweisendes PUR-Schaum-System mit verbesserten Eigenschaften und reduzierter Toxizität geschaffen, um ein sicheres, umweltfreundliches Produkt zu liefern, was in einer Senkung der Importe und einem Anstieg der europäischen Exporte resultieren wird. Zudem verfügen nun die mit dem Projekt verbundenen kleinen und mittleren Unternehmen über neues technisches Wissen, das es ihnen ermöglichen wird, bessere Produkte und Dienstleistungen zu erschaffen, und sie verbessern ihre Kenntnisse über die Bedürfnisse der Endverbraucher und können gleichzeitig homogenere PUR-Schäume herstellen.
Schlüsselbegriffe
Polyurethanverschäumung, Isocyanat, PUR-Schaum, Polyol, FREEFOAM, Toluylendiisocyanat