Ο Otto Bayer και η ιστορία της πολυουρεθάνης

Η πολυουρεθάνη είναι ένα οργανικό πολυμερές αποτελούμενο από οργανικές μονάδες που συνδέονται με συνδέσμους καρβαμικού (ουρεθάνης). Ενώ οι περισσότερες πολυουρεθάνες είναι θερμοσκληρυνόμενα πολυμερή που δεν λιώνουν όταν θερμαίνονται, διατίθενται επίσης θερμοπλαστικές πολυουρεθάνες.

Σύμφωνα με τη συμμαχία της βιομηχανίας πολυουρεθάνης, «οι πολυουρεθάνες σχηματίζονται με αντίδραση μιας πολυόλης (μια αλκοόλη με περισσότερες από δύο αντιδραστικές υδροξυλομάδες ανά μόριο) με διισοκυανικό ή πολυμερικό ισοκυανικό παρουσία κατάλληλων καταλυτών και πρόσθετα. "

Οι πολυουρεθάνες είναι πιο γνωστές στο κοινό με τη μορφή εύκαμπτων αφρών: ταπετσαρία, στρώματα, ωτοασπίδες, επικαλύψεις ανθεκτικές στις χημικές ουσίες, ειδικές κόλλες και σφραγιστικά και συσκευασία. Έρχεται επίσης στις άκαμπτες μορφές μόνωσης για κτίρια, θερμοσίφωνες, ψυκτικές μεταφορές και εμπορικούς και οικιακούς ψύκτες.

Τα προϊόντα πολυουρεθάνης συχνά ονομάζονται «ουρεθάνες», αλλά δεν πρέπει να συγχέονται με το καρβαμικό αιθύλιο, το οποίο ονομάζεται επίσης ουρεθάνη. Οι πολυουρεθάνες δεν περιέχουν ούτε παράγονται από καρβαμικό αιθυλεστέρα.

Ο Otto Bayer και οι συνεργάτες του στο IG Farben στο Leverkusen της Γερμανίας, ανακάλυψαν και κατοχύρωσαν με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας τη χημεία των πολυουρεθάνων το 1937. Η Bayer (1902 - 1982) ανέπτυξε τη νέα διαδικασία πολυ-ισοκυανικού-πολυπροσθήκης. Η βασική ιδέα που τεκμηριώνει από τις 26 Μαρτίου 1937, σχετίζεται με περιστρεφόμενα προϊόντα που κατασκευάζονται από εξάνιο-1,6-διισοκυανικό (HDI) και εξα-1,6-διαμίνη (HDA). Δημοσίευση του γερμανικού διπλώματος ευρεσιτεχνίας 728981 DRP στις 13 Νοεμβρίου 1937: "Μια διαδικασία για την παραγωγή πολυουρεθάνων και πολυουρεών". Η ομάδα των εφευρετών αποτελούνταν από τους Otto Bayer, Werner Siefken, Heinrich Rinke, L. Orthner και H. Σίλντ.

Διισοκυανικό οκταμεθυλένιο και βουτανοδιόλη-1,4 είναι οι μονάδες ενός πολυμερούς που παράγεται από τον Heinrich Rinke. Κάλεσε αυτή την περιοχή των πολυμερών "πολυουρεθάνες", ένα όνομα που σύντομα έγινε γνωστό παγκοσμίως για μια εξαιρετικά ευέλικτη κατηγορία υλικών.

Από την αρχή, οι εμπορικές ονομασίες δόθηκαν σε προϊόντα πολυουρεθάνης. Igamid® για πλαστικά υλικά, Perlon® για ίνες.

Ο Γουίλιαμ Έντουαρντ Χάνφορντ και ο Ντόναλντ Φλέτσερ Χολμς εφευρέθηκαν μια διαδικασία για την κατασκευή πολυουρεθάνης υλικού πολλαπλών χρήσεων.

Το 1969, η Bayer παρουσίασε ένα πλαστικό αυτοκίνητο στο Ντίσελντορφ της Γερμανίας. Μέρη αυτού του αυτοκινήτου, συμπεριλαμβανομένων των πλαισίων αμαξώματος, κατασκευάστηκαν χρησιμοποιώντας μια νέα διαδικασία που ονομάζεται αντίδραση έγχυσης αντίδρασης (RIM), στην οποία τα αντιδραστήρια αναμίχθηκαν και στη συνέχεια εγχύθηκαν σε καλούπι. Η προσθήκη γεμιστικών παρήγαγε ενισχυμένο RIM (RRIM), το οποίο παρείχε βελτιώσεις στο μέτρο κάμψης (δυσκαμψία), μείωση του συντελεστή θερμικής διαστολής και καλύτερη θερμική σταθερότητα. Με τη χρήση αυτής της τεχνολογίας, το πρώτο αυτοκίνητο πλαστικού αμαξώματος παρουσιάστηκε στις Ηνωμένες Πολιτείες το 1983. Ονομάστηκε Pontiac Fiero. Περαιτέρω αυξήσεις στην ακαμψία επιτεύχθηκαν με την ενσωμάτωση προ-τοποθετημένων γυάλινων ταπέτων στην κοιλότητα καλουπιού RIM, που ονομάζεται χύτευση με έγχυση ρητίνης ή με δομικό RIM.

Ο αφρός πολυουρεθάνης (συμπεριλαμβανομένου του αφρώδους καουτσούκ) κατασκευάζεται μερικές φορές χρησιμοποιώντας μικρές ποσότητες παραγόντων φουσκώματος για να δώσει λιγότερο πυκνό αφρό, καλύτερη απορρόφηση απορρόφησης / ενέργειας ή θερμομόνωση. Στις αρχές της δεκαετίας του 1990, λόγω του αντίκτυπου τους στην εξάντληση του όζοντος, το Πρωτόκολλο του Μόντρεαλ περιόρισε τη χρήση πολλών παραγόντων εμφύσησης που περιέχουν χλώριο. Μέχρι τα τέλη της δεκαετίας του 1990, παράγοντες εμφύσησης όπως το διοξείδιο του άνθρακα και το πεντάνιο είχαν χρησιμοποιηθεί ευρέως στη Βόρεια Αμερική και την ΕΕ.