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Hartschaumstoff

Informationen zu Hartschaumstoff

„Werkstoffe mit über die gesamte Masse verteilten Zellen (offen, geschlossen oder beides) und einer Rohdichte (DIN 53420), die niedriger ist, als die Dichte der Gerüstsubstanz“, so charakterisiert die DIN-Norm 7726 Schaumstoffe. Theoretisch kann jeder Kunststoff, egal ob Thermoplast, Duroplast oder Elastomer zum Schaumstoff verarbeitet werden, praktisch bedeutsam sind jedoch nur wenige Sorten wie z.B. Polystyrol, PVC oder Polyurethan.

Es gibt verschiedene Techniken, den Kunststoff aufzuschäumen: Beim Styroporverfahren wird Polystyrol-Perlgranulat, das bereits ein Treibmittel enthält, durch einen Dampfstoß zu den bekannten Styroporkügelchen aufgeschäumt. Die hohen Temperaturen des Dampfes erweichen den Thermoplasten Polystyrol und das Treibmittel verdampft, wobei es kleine Bläschen in den Kugeln bildet. Noch mehr Dampf bringt die Kügelchen in der zweiten Produktionsstufe zum Verschweißen, Styroporblöcke, -platten oder -formteile entstehen.

Anders werden die wesentlich dichteren und festeren Polystyrol-Hartschäume hergestellt. Das PS-Granulat wird durch den Extruder gepresst und ein Treibmittel wird unter Druck eingeleitet. Verlässt der Materialstrang die Extruderdüse, dehnt sich das Treibmittel aus und schäumt den Kunststoff auf.

Als Treibmittel sind häufig Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) verwendet worden; sie werden noch immer eingesetzt - allerdings modifiziert. Mit der FCKW-Halon-Verbots-Verordnung sind 1991 eine Reihe von Fluorchlorkohlenwasserstoffen mit hohem Ozon-Zerstörungspotential für den Einsatz in Schaumstoffen verboten worden. Ersatzweise verwenden die Hersteller nun Gase wie CO2 oder teilhalogenierte Kohlenwasserstoffe mit geringerem Zerstörungspotential.

Zur Herstellung von Polyurethan-Schäumen müssen andere Verfahren als bei PS oder PVC eingesetzt werden, da vernetztes Polyurethan nicht mehr schmilzt. PUR-Schaum entsteht, wenn die Grundbestandteile des Kunststoffes während der Vernetzungsreaktion aufgeschäumt werden. Dazu bedient man sich chemischer oder physikalischer Treibmittel. Bei verschiedenen Polyurethanen ist kein Treibmittel nötig, da die Grundstoffkomponenten bei der Vernetzungsreaktion Kohlendioxid abspalten, das die Reaktionsmasse aufschäumt.

Anwendung: Polyurethanschäume finden sich überall: Harte Schäume als Isoliermaterial, Platten höherer Dichte auch für selbsttragende Bauteile, weiche Schäume in Sitzkissen, Autositzen, Polstersesseln und Matratzen; und das Küchenschwammtuch aus Polyurethan halten Sie bestimmt öfter mal in der Hand.

Die Palette der Schaumstoffprodukte ist groß: Styropor oder PS-Hartschaum werden wegen ihrer wärmedämmenden Eigenschaften am Bau oder für Wegwerfgeschirr benutzt. Das geringe Gewicht - die Dichten der Polystyrol-Schäume liegen zwischen 20 und 200 kg/m³ -, verbunden mit relativ hoher Festigkeit macht besonders das billige Styropor als stoßdämpfendes Verpackungsmaterial interessant.

Aus einem besonderen Vertreter der Schaumklasse besteht manch flexible Turnschuh-Sohle. Sogenannte Integralschäume weisen eine unterschiedliche Dichteverteilung auf. Im Kern recht locker, wird der Schaum mit zunehmender Dichte der Zellenstruktur nach außen hin immer kompakter und bildet an der Oberfläche schließlich eine glatte Schicht. Weiche PU-Integralschäume umgeben nicht nur unsere Füße - beim Autofahren begleiten sie uns als Kopfstützen, Lenkräder oder Armaturenbretter.

Die Kombination hoher Steifigkeit mit geringer Dichte wird ebenso bei Sandwichplatten genutzt. Diese im Ausstellungs- und Werbebereich verwendeten Verbundmaterialien, z.B. KAPA Line oder KAPA Mount, sind meist aus Polyurethanschaum, der mit Papier oder Karton kaschiert wird. Dadurch entstehen quadratmetergroße Papierflächen mit geringem Gewicht und hoher Steifigkeit.