Polyurethanschaum (PU) ist ein unglaublich vielseitiges Material, das in unzähligen Anwendungen zum Einsatz kommt – von der weichen Polsterung Ihres Sofas bis hin zur starren Isolierung von Gebäudewänden. Seine Anpassungsfähigkeit beruht auf der Möglichkeit, seine chemische Struktur und den Herstellungsprozess individuell anzupassen. Dadurch entsteht eine breite Palette an Schaumarten mit unterschiedlichen Eigenschaften. Das Verständnis der Klassifizierung von Polyurethanschaum ist entscheidend, egal ob Sie Hersteller, Bauunternehmer, Designer oder Verbraucher sind, um sicherzustellen, dass Sie das richtige Material für Ihren spezifischen Bedarf auswählen.

Polyurethanschaum ist ein Feststoff Polymerschaum bezogen auf Polyurethan Chemie. Als Spezialist Synthetik Material mit sehr vielfältigen Anwendungen, Polyurethan-Schäume werden vor allem für Wärmedämmung und als Polstermaterial in Matratzen, Polstermöbeln oder als Sitzgelegenheiten in Fahrzeugen. Ihre geringe Dichte und Wärmeleitfähigkeit in Kombination mit ihren mechanischen Eigenschaften machen sie zu hervorragenden Wärme- und Schallisolatoren sowie zu Struktur- und Komfortmaterialien.

Die Entflammbarkeit von Polyurethanschaum hängt von seiner chemischen Zusammensetzung ab. Um Sicherheitsstandards zu erfüllen, fügen Hersteller häufig Flammschutzmittel hinzu. Das Material wird nach internationalen Brandschutznormen klassifiziert, wie zum Beispiel:

• UL 94 (Underwriters Laboratories): Bewertet Materialien von HB (langsam brennend) bis V-0 (selbstverlöschend innerhalb von 10 Sekunden).
• ASTM E84: Misst die Oberflächenbrenneigenschaften von Baumaterialien.
• Euroklasse (EN 13501-1): Verwendet Klassifizierungen wie B-s1, d0 (geringe Rauch- und Tröpfchenbildung).

Geschlossenzellige Polyurethan-Schäume übertreffen aufgrund ihrer kompakten Struktur in der Regel offenzellige Varianten in der Feuerbeständigkeit. Beispielsweise erreicht Polyurethan-Hartschaum, der in Dämmstoffen verwendet wird, häufig die Euroklasse B und eignet sich daher für Gewerbegebäude. Überprüfen Sie die Zertifizierungen stets mit Polyurethan-Schaum-Dachdeckern, um die Einhaltung der örtlichen Vorschriften sicherzustellen.

Referenz: UL 94-Normen, ASTM E84

Dies ist die deutsche Norm. Im Jahr 2001 wurde die europäische Norm EN 13501-1 eingeführt, um das Brandverhalten von Baustoffen europaweit zu untersuchen und zu regeln. Sie definiert die Baustoffklassen A bis F:

• A: Kein Beitrag zum Brand (A1, A2)
• B: Sehr geringer Beitrag zum Brand
• C: Begrenzter Beitrag zum Feuer
• D: Akzeptabler Beitrag zum Brand
• E: Akzeptables Brandverhalten
• F: Keine Wirkung festgestellt

Diese Klassifizierung bezieht sich darauf, ob die winzigen Zellen, aus denen die Schaumstruktur besteht, miteinander verbunden (offene Zellen) oder weitgehend isoliert (geschlossene Zellen) sind.

• Offenzelliger Polyurethanschaum: Bei diesem Typ sind die Zellen bewusst offen und miteinander verbunden. Diese Struktur ermöglicht die freie Luftzirkulation im Schaum.
  • Eigenschaften: Offenzelliger Schaumstoff ist typischerweise weicher, weniger dicht und flexibler. Er ist ein guter Schallisolator und absorbiert Schallwellen, wenn sie durch die miteinander verbundenen Poren dringen. Er hat eine geringere Druckfestigkeit und bietet einen niedrigeren R-Wert (Wärmewiderstand) pro Zoll als geschlossenzelliger Schaumstoff, da sich die Luft innerhalb der Struktur noch bewegen kann, was die Konvektion fördert. Er ist dampfdurchlässig.
  • Anwendungen: Zu den üblichen Verwendungszwecken zählen Möbelpolsterung, Bettzeug, Verpackungen, Schallschutzmaterialien und einige Formen der Sprühschaumisolierung, bei denen Luftdurchlässigkeit und Flexibilität gegenüber maximalem Wärmewiderstand oder einer Dampfsperre erwünscht sind.
• Geschlossenzelliger Polyurethanschaum: Hier wird der Blasprozess so gesteuert, dass die Zellen weitgehend gekapselt und deutlich voneinander getrennt bleiben, wie kleine Ballons. Das Treibmittelgas (das oft eine geringere Wärmeleitfähigkeit als Luft hat) wird in diesen Zellen eingeschlossen.
  • Eigenschaften: Geschlossenzelliger Schaumstoff ist deutlich steifer, dichter und strukturell stärker als offenzelliger Schaumstoff. Das eingeschlossene Gas sorgt für einen höheren Wärmewiderstand, was zu einem deutlich höheren R-Wert pro Zoll führt und ihn zu einem hervorragenden Wärmeisolator macht. Er wirkt als starke Luft- und Dampfsperre und verhindert das Eindringen von Feuchtigkeit.
  • Anwendungen: Weit verbreitet in starren Isolierplatten, Sprühschaumisolierung für Wände und Dächer, Schwimmkörpern, Strukturkomponenten (wie Verbundkernen) und in Anwendungen, die eine hohe Festigkeit und Beständigkeit gegen Wasser oder Dampf erfordern.

Die Wahl zwischen offenzelligem und geschlossenzelligem Schaumstoff hängt oft direkt von der gewünschten Balance zwischen Dämmwert, struktureller Unterstützung, Kosten und Feuchtigkeits-/Luftbarriereeigenschaften ab.

Donyan PU-Schaum A1

Donyan PU-Schaum A2

Donyan PU-Schaum A3

Donyan PU-Schaum A4

Polyurethanschäume werden auch anhand ihres mechanischen Verhaltens grob kategorisiert – ob sie flexibel und federnd oder starr und strukturell sind.

• Flexibler Polyurethanschaum: Mit diesem Schaumstoff haben die meisten Menschen täglich zu tun. Er ist weich, elastisch und nimmt nach der Kompression seine ursprüngliche Form wieder an. Die chemische Zusammensetzung ist auf Elastizität optimiert.
  • Eigenschaften: Hohe Elastizität, geringer Druckverformungsrest (bleibt nicht komprimiert), gute Stoßdämpfung, angenehmes Tragegefühl. Die Dichte kann stark variieren, was sich auf Festigkeit und Haltbarkeit auswirkt.
  • Anwendungen: Polsterung für Möbel und Autositze, Matratzen und Kissen, Teppichunterlagen, Schutzverpackungen, Schwämme und einige Textillaminate. Weichschaum ist oft, aber nicht ausschließlich, offenzellig.
• Polyurethan-Hartschaum: Im Gegensatz zu seinem flexiblen Gegenstück ist Hartschaum auf Festigkeit, Isolierung und strukturelle Integrität ausgelegt. Seine Polymermatrix ist stärker vernetzt, wodurch er weniger elastisch ist.
  • Eigenschaften: Hohe Druckfestigkeit, hervorragende Wärmedämmung (hoher R-Wert), geringes Gewicht, gute Dimensionsstabilität, wirkt oft als Luft- und Dampfsperre (insbesondere geschlossenzelliger Hartschaum). Es verformt sich unter Belastung nicht so leicht.
  • Anwendungen: Gebäudeisolierung (Sprühschaum, Platten wie PIR – Polyisocyanurat, ein modifiziertes PU), Kühlung, Rohrisolierung, Dachisolierung, Flotation und Strukturverbundstoffe. Hartschaum ist fast immer geschlossenzellig.

Die Unterscheidung zwischen flexibel und starr wird in erster Linie durch die Art der in der Formulierung verwendeten Polyole und Isocyanate und den Vernetzungsgrad in der Polymerstruktur bestimmt.

Donyan Polyurethanschaum A1

Polyurethanschaum PU-Schaum A1

 

• Hohe Intensität
• Vorexpansion
• Hohe Elastizität
• Geruchszelle
• 28 Laufmeter

Donyan Polyurethanschaum A2

Polyurethanschaum PU-Schaum A2

 

• Hohe Härte
• Einfach und bequem

Das Verständnis dieser Klassifizierungen ist unmittelbarer Einflussfaktor für die Materialauswahl bei praktischen Problemen:

• Hochleistungsdämmung: Für maximalen Wärmewiderstand und eine Luft-/Dampfsperre werden typischerweise starre, geschlossenzellige Sprühschäume oder -platten gewählt, wobei die Dichte für Festigkeit und R-Wert-Anforderungen berücksichtigt werden. Dachdecker aus Polyurethanschaum haben sich auf die Anwendung von starrem SPF spezialisiert.
• Bequeme Möbel: Flexible offenzellige Platten oder Formschaum werden je nach gewünschter Festigkeit, Haltbarkeit (in Verbindung mit der Dichte) und Formanforderungen ausgewählt.
• Schallkontrolle: Offenzellige, flexible Schäume werden aufgrund ihrer schallabsorbierenden Eigenschaften bevorzugt.
• Strukturkomponenten: Hartgeformte oder gegossene Schaumstoffe mit hoher Dichte werden dort eingesetzt, wo Festigkeit und geringes Gewicht erforderlich sind.

Die bemerkenswerte Vielseitigkeit von Polyurethanschaum ist eine direkte Folge seiner Fähigkeit, in verschiedene Formen mit einem breiten Spektrum an Eigenschaften gebracht zu werden. Die Klassifizierung von PU-Schaum nach seiner Grundstruktur (offene oder geschlossene Zellen), Flexibilität (flexibel oder starr), Herstellungsverfahren (geformt, gespritzt, Plattenware) und Schlüsseleigenschaften wie Dichte und Feuerbeständigkeit bietet einen klaren Rahmen zum Verständnis dieses komplexen Materials. Durch das Verständnis dieser Klassifizierungen können sich Fachleute und Verbraucher gleichermaßen in der riesigen Vielfalt der Polyurethanschäume zurechtfinden und den idealen Typ für ihr spezifisches Projekt oder Produkt auswählen.