Entwicklung von thermoplastischen, nicht-isocyanatbasierten Polyurethanen (NIPU) als Basiskunststoff und für Schmelzklebstoffe

Zunächst wurde die Synthese der nicht-isocyanat basierten Ausgangsstoffe (Monomere Bisurethane) im Labormaßstab optimiert und dann auf technische Dimensionen vergrößert. Die Ausgangsmonomere konnten nach 2 - 3 Stunden Reaktionszeit bei 80 °C aus Diamin und einem Überschuss Alkylcarbonat in sehr guten Reinheiten erhalten werden. Das Kondensat, z.B. Methanol, musste zur Steigerung der Ausbeute kontinuierlich über eine Destillationsbrücke abgezogen werden. Da sich Methanol leichter abtrennen und so die Reaktion besser kontrollieren lässt, ist die Verwendung von Dimethylcarbonat gegenüber Ethylencarbonat zu bevorzugen. Die präparierten Dialkycarbamate wurden mit verschiedenen bifunktionellen Alkoholen in stöchiometrischen Mengen umgesetzt, um Polyurethane zu erhalten. Als vorteilhaft haben sich Mischungen von Polyethylenglykol geringer Molmasse und 1.6-Hexandiol (3:1 bis 1:3) herausgestellt, wobei ein höherer Polyethylenglykol-Gehalt zu niedrigschmelzenden ggf. bei Raumtemperatur flüssigen Produkten führt. Die in den Laborversuchen erhaltenen Schmelzeviskositäten der Proben deuten auf einen niedrigen Polymerisationsgrad hin. Aufgrund der zu kurzen Verweilzeit war die komplette Reaktionsführung im Extruder nicht zielführend. Die stufenweise Reaktionsführung in Rührreaktor und Extruder hat zu etwas höheren Viskositäten geführt. Folglich werden Vollkondensation im Rührreaktor und die Weiterverarbeitung, ggf. Nachkondensation, des Materials im Extruder als bevorzugte Verfahrensweise gesehen.