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Herstellung von Polyurethan-Hartschaum

Zur Herstellung von Polyurethan-Hartschaum werden Diisocyanat und ein Dialkohol verwendet. Dem Dialkohol wurden Spuren von Wasser zugesetzt.

VD:
In einem Becherglas werden die beiden Komponenten gut miteinander verrührt.

VB:
Zunächst hat das Gemisch eine „karamellartige“ Konsistenz. Nach einiger Zeit schäumt das Gemisch auf und das Glas wird warm. Der Schaum dehnt sich auf ein vielfaches des ursprünglichen Volumens aus und steigt sogar aus dem Becherglas. Es bildet sich eine "pilzartige" Form.




Polyurethan © Ecker OSZ Banken und Versicherungen


VE:
Die Reaktion startet mit einem nucleophilen Angriff, dabei klappt ein nicht bindendes Elektronenpaar des Sauerstoffatoms zum positivierten Kohlenstoffatom um. Gleichzeitig verschiebt sich ein Elektronenpaar der Doppelbindung zum Stickstoffatom. Dadurch besitzt das Stickstoffatom eine negative und das Sauerstoffatom eine positive Ladung.

Im weiteren Verlauf wird dann das Wasserstoffatom am positiv geladenen Sauerstoffatom als Proton abgespalten und an das negativ geladene Stickstoffatom angelagert. Durch diese Protonenabspaltung und anschließende Anlagerung sind alle Atome wieder neutral. Die neu entstandene Verknüpfung zwischen den beiden Molekülen ist die Urethanbindung.

Das Produkt besitzt zwei funktionelle Gruppen, die Isocyanatgruppe und die Hydroxylgruppe an denen jeweils die gleiche Reaktion möglich ist. Das führt zu einer stufenweisen Wachstumsreaktion, bei der das Polyurethan entsteht.

Die Reaktionsmechanismen stammen von :
Didaktik der Chemie, FU Berlin, URL (http://www.chemie.fu-berlin.de/fb/fachdid/), sie wurden etwas vereinfacht.



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