Wir verwenden Cookies, um Ihre Erfahrung zu verbessern. Durch die weitere Nutzung dieser Webseite stimmen Sie der Verwendung von Cookies zu. Weitere Informationen.
Polyurethanschaum (PU) wird im Bauwesen häufig für verschiedene Zwecke eingesetzt. Mit dem Streben nach emissionsfreien Baustoffen gewinnen umweltfreundliche Materialien jedoch zunehmend an Bedeutung. Die Verbesserung ihres ökologischen Rufs ist entscheidend.
Polyurethanschaum ist ein Polymer aus organischen Monomereinheiten, die durch Urethan verbunden sind. Polyurethan ist ein leichtes Material mit hohem Luftgehalt und offenzelliger Struktur. Polyurethan entsteht durch die Reaktion von Diisocyanaten oder Triisocyanaten mit Polyolen und kann durch die Zugabe anderer Materialien modifiziert werden.
Polystyrolschaum kann aus Polyurethan unterschiedlicher Härte hergestellt werden, wobei auch andere Materialien verwendet werden können. Am häufigsten ist duroplastischer Polyurethanschaum, es gibt jedoch auch einige thermoplastische Polymere. Die Hauptvorteile von duroplastischem Schaum sind seine Feuerbeständigkeit, Vielseitigkeit und Haltbarkeit.
Polyurethanschaum wird aufgrund seiner feuerbeständigen, leichten Struktur- und Dämmeigenschaften häufig in der Bauindustrie eingesetzt. Er dient zur Herstellung stabiler, aber leichter Bauelemente und kann die Ästhetik von Gebäuden verbessern.
Viele Möbel und Teppiche enthalten Polyurethan aufgrund seiner Vielseitigkeit, Kosteneffizienz und Haltbarkeit. Die EPA-Vorschriften verlangen eine vollständige Aushärtung des Materials, um die anfängliche Reaktion zu stoppen und Toxizitätsprobleme zu vermeiden. Darüber hinaus kann Polyurethanschaum die Feuerbeständigkeit von Bettzeug und Möbeln verbessern.
Sprüh-Polyurethanschaum (SPF) ist ein primäres Dämmmaterial, das die Energieeffizienz eines Gebäudes und den Komfort der Bewohner verbessert. Der Einsatz dieser Dämmstoffe reduziert Treibhausgasemissionen und verbessert die Luftqualität in Innenräumen.
PU-basierte Klebstoffe werden auch bei der Herstellung von Holzprodukten wie MDF, OSB und Spanplatten verwendet. Dank seiner Vielseitigkeit kann PU für verschiedene Zwecke eingesetzt werden, z. B. zur Schalldämmung und Verschleißfestigkeit, für extreme Temperaturbeständigkeit, Schimmelresistenz, Alterungsbeständigkeit usw. Dieses Material findet in der Bauindustrie vielfältige Anwendungsmöglichkeiten.
Obwohl Polyurethanschaum sehr nützlich ist und in vielen Bereichen des Bauwesens eingesetzt wird, bringt er auch einige Probleme mit sich. In den letzten Jahren wurden die Nachhaltigkeit und Recyclingfähigkeit dieses Materials weitgehend in Frage gestellt, und die Forschung zu diesen Fragen findet in der Literatur zunehmend Verbreitung.
Der Hauptfaktor, der die Umweltfreundlichkeit und Recyclingfähigkeit dieses Materials einschränkt, ist die Verwendung hochreaktiver und giftiger Isocyanate während des Produktionsprozesses. Zur Herstellung von Polyurethan-Schäumen mit unterschiedlichen Eigenschaften werden außerdem verschiedene Arten von Katalysatoren und Tensiden verwendet.
Schätzungsweise 30 % des gesamten recycelten Polyurethanschaums landen auf Mülldeponien. Dies stellt ein großes Umweltproblem für die Bauindustrie dar, da das Material nicht leicht biologisch abbaubar ist. Etwa ein Drittel des Polyurethanschaums wird recycelt.
In diesen Bereichen besteht noch erheblicher Verbesserungsbedarf. Zu diesem Zweck wurden in zahlreichen Studien neue Methoden zum Recycling und zur Wiederverwendung von Polyurethanschaum und anderen Polyurethanmaterialien untersucht. Zur Rückgewinnung von Polyurethanschaum für wertschöpfende Anwendungen werden üblicherweise physikalische, chemische und biologische Recyclingmethoden eingesetzt.
Derzeit gibt es jedoch keine Recyclingmöglichkeiten, die ein hochwertiges, wiederverwendbares und stabiles Endprodukt ermöglichen. Bevor das Recycling von Polyurethanschaum als praktikable Option für die Bau- und Möbelindustrie in Betracht gezogen werden kann, müssen Hindernisse wie Kosten, geringe Produktivität und eine mangelhafte Recyclinginfrastruktur beseitigt werden.
Das im November 2022 veröffentlichte Papier untersucht Möglichkeiten zur Verbesserung der Nachhaltigkeit und Recyclingfähigkeit dieses wichtigen Baumaterials. Die von Wissenschaftlern der Universität Lüttich in Belgien durchgeführte Studie wurde in der Zeitschrift Angewandte Chemie International Edition veröffentlicht.
Bei diesem innovativen Ansatz werden hochgiftige und reaktive Isocyanate durch umweltfreundlichere Materialien ersetzt. Kohlendioxid, eine weitere umweltschädliche Chemikalie, wird bei diesem neuen Verfahren zur Herstellung von grünem Polyurethanschaum als Rohstoff verwendet.
Bei diesem umweltverträglichen Herstellungsverfahren wird Wasser zur Herstellung des Treibmittels verwendet. Es ahmt die Schaumtechnologie der traditionellen Polyurethanschaumverarbeitung nach und vermeidet erfolgreich den Einsatz umweltschädlicher Isocyanate. Das Endergebnis ist ein grüner Polyurethanschaum, den die Autoren „NIPU“ nennen.
Zusätzlich zu Wasser wird bei diesem Verfahren ein Katalysator verwendet, der zyklisches Carbonat, eine umweltfreundlichere Alternative zu Isocyanaten, in Kohlendioxid umwandelt und so das Substrat reinigt. Gleichzeitig härtet der Schaum durch die Reaktion mit Aminen im Material aus.
Das in der Arbeit vorgestellte neue Verfahren ermöglicht die Herstellung von Polyurethan-Feststoffen mit geringer Dichte und gleichmäßiger Porenverteilung. Die chemische Umwandlung von Kohlendioxidabfällen ermöglicht den einfachen Zugang zu zyklischen Carbonaten für Produktionsprozesse. Das Ergebnis ist eine Doppelwirkung: die Bildung eines Treibmittels und die Bildung einer PU-Matrix.
Das Forschungsteam hat eine einfache, leicht zu implementierende modulare Technologie entwickelt, die in Kombination mit einem leicht verfügbaren und kostengünstigen umweltfreundlichen Ausgangsprodukt eine neue Generation von grünem Polyurethanschaum für die Bauindustrie ermöglicht. Dies wird die Bemühungen der Branche um Netto-Null-Emissionen unterstützen.
Zwar gibt es keinen allgemeingültigen Ansatz zur Verbesserung der Nachhaltigkeit in der Baubranche, doch wird weiterhin an verschiedenen Ansätzen geforscht, um dieses wichtige Umweltproblem anzugehen.
Innovative Ansätze wie die neue Technologie des Teams der Universität Lüttich werden dazu beitragen, die Umweltfreundlichkeit und Recyclingfähigkeit von Polyurethanschaum deutlich zu verbessern. Es ist entscheidend, die beim Recycling verwendeten hochgiftigen Chemikalien zu ersetzen und die biologische Abbaubarkeit von Polyurethanschaum zu verbessern.
Wenn die Bauindustrie ihre Verpflichtungen zur Netto-Null-Emission im Einklang mit den internationalen Zielen zur Reduzierung der menschlichen Auswirkungen auf den Klimawandel und die Natur erfüllen will, müssen Ansätze zur Verbesserung der Kreislaufwirtschaft im Mittelpunkt neuer Forschung stehen. Ein „Weiter so“ ist eindeutig nicht mehr möglich.
Universität Lüttich (2022) Entwicklung nachhaltigerer und recycelbarerer Polyurethan-Schäume [Online] phys.org. akzeptabel:
Bauen mit Chemie (Website) Polyurethane im Bauwesen [online] Buildingwithchemistry.org. akzeptabel:
Gadhav, RV et al (2019) Methoden zum Recycling und zur Entsorgung von Polyurethanabfällen: eine Übersicht im Open Journal of Polymer Chemistry, 9, S. 39–51 [Online] scirp.org. akzeptabel:
Haftungsausschluss: Die hier geäußerten Ansichten sind die des Autors in seiner persönlichen Eigenschaft und spiegeln nicht unbedingt die Ansichten von AZoM.com Limited T/A AZoNetwork, dem Eigentümer und Betreiber dieser Website, wider. Dieser Haftungsausschluss ist Teil der Nutzungsbedingungen dieser Website.
Reg Davey ist freiberuflicher Autor und Redakteur mit Sitz in Nottingham, Großbritannien. Seine Tätigkeit für AZoNetwork spiegelt die Kombination verschiedener Interessen und Bereiche wider, für die er sich im Laufe der Jahre interessiert und engagiert hat, darunter Mikrobiologie, Biomedizin und Umweltwissenschaften.
David, Reginald (23. Mai 2023). Wie umweltfreundlich ist Polyurethanschaum? Abgerufen am 22. November 2023 von https://www.azobuild.com/article.aspx?ArticleID=8610.
David, Reginald: „Wie umweltfreundlich ist Polyurethanschaum?“ AZoBuild. 22. November 2023
David, Reginald: „Wie umweltfreundlich ist Polyurethanschaum?“ AZoBuild. https://www.azobuild.com/article.aspx?ArticleID=8610. (Zugriff am 22. November 2023).
David, Reginald, 2023. Wie umweltfreundlich sind Polyurethan-Schäume? AZoBuild, abgerufen am 22. November 2023, https://www.azobuild.com/article.aspx?ArticleID=8610.
In diesem Interview diskutiert Muriel Gubar, Global Segment Manager für Baumaterialien bei Malvern Panalytical, mit AzoBuild die Nachhaltigkeitsherausforderungen der Zementindustrie.
An diesem Internationalen Frauentag hatte AZoBuild das Vergnügen, mit Dr. Silke Langenberg von der ETH Zürich über ihre beeindruckende Karriere und Forschung zu sprechen.
AZoBuild spricht mit Stephen Ford, Direktor von Suscons und Gründer von Street2Meet, über die Initiativen, die er beaufsichtigt, um stärkere, langlebigere und sicherere Unterkünfte für Bedürftige zu schaffen.
Dieser Artikel bietet einen Überblick über biotechnologisch hergestellte Baumaterialien und erörtert die Materialien, Produkte und Projekte, die durch die Forschung auf diesem Gebiet möglich werden.
Da die Notwendigkeit, die gebaute Umwelt zu dekarbonisieren und kohlenstoffneutrale Gebäude zu bauen, zunimmt, wird die Reduzierung des Kohlenstoffausstoßes immer wichtiger.
AZoBuild sprach mit den Professoren Noguchi und Maruyama über ihre Forschung und Entwicklung im Bereich Calciumcarbonatbeton (CCC), einem neuen Material, das eine Nachhaltigkeitsrevolution in der Bauindustrie auslösen könnte.
AZoBuild und die Architekturgenossenschaft Lacol diskutieren über ihr genossenschaftliches Wohnprojekt La Borda in Barcelona, Spanien. Das Projekt wurde für den EU-Preis für zeitgenössische Architektur 2022 – den Mies-van-der-Rohe-Preis – nominiert.
AZoBuild bespricht sein Sozialwohnungsprojekt mit 85 Wohnungen mit dem Finalisten des EU-Mies-van-der-Rohe-Preises, Peris+Toral Arquitectes.
Das Jahr 2022 steht vor der Tür und die Spannung steigt nach der Bekanntgabe der engeren Auswahl der für den Preis der Europäischen Union für zeitgenössische Architektur – den Mies-van-der-Rohe-Preis – nominierten Architekturbüros.
Veröffentlichungszeit: 22. November 2023
