Weil Bauwerksabdichtungen in direktem Kontakt mit Niederschlags-, Sicker-, Boden- und/oder Grundwasser stehen können, stellt sich die Frage nach ihren ökologischen Auswirkungen, d. h. ob diese Produkte bei Applikation oder während ihrer Lebenszeit einen negativen Einfluss auf Boden und Grundwasser ausüben. Für die Bauwerksabdichtung werden neben mineralischen und bituminösen Systemen sowie Produkten auf der Basis von Acrylaten, Methacrylaten oder Wasserglas (sog. Injektionsgele) häufig 2-Komponenten-Polyurethan-Systeme eingesetzt. Polyurethane bestehen aus einer Polyol- und einer Diisocyanat-Komponente. Beide Komponenten werden mit Hilfe eines Applikationswerkzeugs bei der Injektion in einer Mischkammer zusammengeführt und vermischt. Sie reagieren erst am Einsatzort ab. Iso- und Diisocyanate hydrolysieren beim Kontakt mit Wasser zu den korrespondierenden Carbaminsäuren und reagieren unter Abspaltung von Kohlendioxid weiter zum Amin. Die Bestimmung ggf. freigesetzter Isocyanate über die Muttersubstanz ist daher nicht zuverlässig möglich.
Aktualisiert: 2023-06-01
> findR *
Zur Herstellung von Holzwerkstoffen werden überwiegend Harnstoff-Formaldehyd-Harze
verwendet, da sie kostengünstig und leicht verarbeitbar sind, sowie hohe mechanischtechnologische
Eigenschaften aufweisen. Als nachteilig sind die relativ geringe
Hydrolysestabilität und die Emission des als kanzerogen eingestuften Formaldehyd zu
benennen. Da seit Jahren die gesetzlichen Richtwerte für Emissionen sinken, werden Harnstoff-
Formaldehyd-Harze mit angepassten Molverhältnissen hergestellt, um den Anforderungen zu
entsprechen. Hierbei sinken die mechanisch-technologischen Eigenschaften, so dass auf
verstärkende Komponenten, wie Melamine, Phenole oder Isocyanate zurückgegriffen werden
muss. Bei Zumischung von Isocyanat zu Harnstoff-Formaldehyd-Harzen erfahren beide
Klebstoffsysteme eine Beschleunigung der Aushärtungsreaktion. Dieser Effekt ist seit
längerem bekannt und wird industriell angewendet; der zugrundeliegende Mechanismus dieser
akzelerierten Reaktion ist dagegen noch nicht vollständig aufgeklärt.
In der vorliegenden Arbeit wurde der Reaktionsmechanismus zwischen Harnstoff-
Formaldehyd-Harzen und Isocyanaten zuerst mit Labormethoden untersucht. Nach
Identifizierung entscheidender Faktoren wurden diese auf eine Beschleunigung reiner
Isocyanatklebstoffe übertragen, da solche in der Industrie verhältnismäßig lange Presszeiten
benötigen. Um die Ergebnisse der Laboruntersuchungen zu verifizieren, wurden
Holzwerkstoffe (Mikrofurnierverklebung, Furniersperrholz, Span-, Faser- und Dämmplatten)
im Pilotmaßstab hergestellt und die resultierenden mechanisch-technologischen Eigenschaften
untersucht.
Im ersten Teil wurde mittels etablierter Labormethoden der Zusammenhang der gegenseitigen
Beschleunigung untersucht. Durch Differential Scanning Calorimetry, Gelierzeiten,
Topfzeiten, pH-Wert Bestimmungen und Rasterelektronenmikroskopie (REM – ESEM)
konnte nachgewiesen werden, dass eine Reaktion zwischen den Klebstoffen unwahrscheinlich
ist. Als ausschlaggebender Faktor wurde der latente Ammoniumsulfat-Härter identifiziert. Der
enthaltene Ammoniak reagiert aufgrund seiner hohen Nucleophilie früher mit den reaktiven
Gruppen des Isocyanates, als mit dem freien Formaldehyd des Harnstoff-Harzes (Bildung von
Hexamethylentetramin). Hierbei wird das Gleichgewicht zwischen Ammoniak und
Ammonium zur Seite des Ammoniakes verschoben und Protonen freigesetzt. Diese früh
generierten Protonen katalysieren die Kondensationsreaktion des Harnstoff-Harzes und
VIII
bewirken eine schnellere Aushärtung. Gleichfalls erfährt das Isocyanat eine Beschleunigung,
da die Reaktion von Ammoniak mit den funktionellen Gruppen schneller abläuft, als die in der
Holzwerkstoffproduktion typische Vernetzung über Wasser als nucleophiles Agens.
Im zweiten Schritt wurden sieben ausgewählte Ammoniumsalze auf ihre Tauglichkeit zur
Forcierung einer schnelleren Aushärtung bei Isoyanaten getestet. Hierbei handelte es sich um
zwei thermisch labile Salze (Ammoniumcarbonat und Ammoniumhydrogencarbonat) und fünf
Verbindungen, die auf dem chemischen Gleichgewicht zwischen Ammoniak und Ammonium
in wässriger Lösung beruhen (Ammoniumacetat, Ammoniumchlorid, Ammoniumnitrat,
Ammoniumsulfat, Di-Ammoniumhydrogenphosphat). Zur Beurteilung kamen Differential
Scanning Calorimetry, Gelierzeiten, Topfzeiten, pH-Wert zum Einsatz. Es zeigte sich, dass
die Carbonate sehr schnell reagieren und eine große Affinität zum Schäumen aufweisen. Die
Wirkung der anderen Salze hing von der Säurestärke (pKs-Wert) des Säurerestions ab. Je höher
der pKs-Wert war, desto weniger trugen die Verbindungen zu einer schnelleren Reaktion bei.
Mit Solid-State-NMR und isotopenmarkiertem Ammoniak konnte dessen Inkooperation in das
Isocyanatpolymer nachgewiesen werden.
Um die Praktikabilität der verschiedenen Salze zu überprüfen, wurden im dritten Schritt
verschiedene Holzwerkstoffe hergestellt. Mittels des Automated-Bonding-Evaluation-
Systems wurde die generelle Realisierbarkeit anhand der Carbonate und
Mikrofurnierverklebung überprüft und positiv bewertet. Es folgte die Herstellung von
Furniersperrhölzern mit allen ausgewählten Salzen zur Validierung der Laborergebnisse.
Hierbei bestätigten sich die bereits erhobenen Daten. Zur Herstellung von Faser- und
Spanplatten wurden die Ammoniumcarbonate, sowie Ammoniumacetat und Di-
Ammoniumhydrogenphosphat ausgewählt. Eine breite Variation der Pressparameter (Presszeit
und Presstemperatur) und die anschließende Bestimmung der mechanisch-technologischen
Eigenschaften der plattenförmigen Werkstoffe konnte die postulierte Beschleunigung der
Härtungsreaktion nachweisen. Anhand von Biegefestigkeit und E-Modul, Querzug- und
Kochquerzugfestigkeit, Scherzugfestigkeit und Wasseraufnahme wurden die
charakterisierenden Werte ermittelt.
Die durchgeführten Versuche der vorliegenden Arbeit legen nahe, dass Harnstoff-
Formaldehyd-Harzen und Isocyanaten keine gemeinsamen Netzwerke ausbilden und die
gegenseitige Beschleunigung auf der Anwesenheit von latenten Ammoniumhärtern beruht. Zur
Akzeleration reiner Isocyanate durch unterschiedliche Ammoniumsalze konnte eine Theorie
IX
entwickelt und durch zahlreiche Untersuchungen belegt werden. Ammoniumacetat und Di-
Ammoniumhydrogenphosphat erwiesen sich als die potentesten Beschleuniger, die Carbonate
können aufgrund der starken Neigung zum Schäumen nicht empfohlen werden;
Spezialanwendungen sind denkbar. Bei der Holzwerkstoffherstellung konnte eine
Presszeitverringerung von bis zu 35 % bei äquivalenten oder besseren mechanischtechnologischen
Eigenschaften im Vergleich zur Referenz erreicht werden. Dies ermöglicht
eine nicht zu vernachlässigende Energieeinsparung und eine Erhöhung der
Produktionskapazitäten bei relativ geringem Einsatz.
Aktualisiert: 2022-02-24
> findR *
Weil Bauwerksabdichtungen in direktem Kontakt mit Niederschlags-, Sicker-, Boden- und/oder Grundwasser stehen können, stellt sich die Frage nach ihren ökologischen Auswirkungen, d. h. ob diese Produkte bei Applikation oder während ihrer Lebenszeit einen negativen Einfluss auf Boden und Grundwasser ausüben. Für die Bauwerksabdichtung werden neben mineralischen und bituminösen Systemen sowie Produkten auf der Basis von Acrylaten, Methacrylaten oder Wasserglas (sog. Injektionsgele) häufig 2-Komponenten-Polyurethan-Systeme eingesetzt. Polyurethane bestehen aus einer Polyol- und einer Diisocyanat-Komponente. Beide Komponenten werden mit Hilfe eines Applikationswerkzeugs bei der Injektion in einer Mischkammer zusammengeführt und vermischt. Sie reagieren erst am Einsatzort ab. Iso- und Diisocyanate hydrolysieren beim Kontakt mit Wasser zu den korrespondierenden Carbaminsäuren und reagieren unter Abspaltung von Kohlendioxid weiter zum Amin. Die Bestimmung ggf. freigesetzter Isocyanate über die Muttersubstanz ist daher nicht zuverlässig möglich.
Aktualisiert: 2023-03-31
> findR *
MEHR ANZEIGEN
Bücher zum Thema Isocyanat
Sie suchen ein Buch über Isocyanat? Bei Buch findr finden Sie eine große Auswahl Bücher zum
Thema Isocyanat. Entdecken Sie neue Bücher oder Klassiker für Sie selbst oder zum Verschenken. Buch findr
hat zahlreiche Bücher zum Thema Isocyanat im Sortiment. Nehmen Sie sich Zeit zum Stöbern und finden Sie das
passende Buch für Ihr Lesevergnügen. Stöbern Sie durch unser Angebot und finden Sie aus unserer großen Auswahl das
Buch, das Ihnen zusagt. Bei Buch findr finden Sie Romane, Ratgeber, wissenschaftliche und populärwissenschaftliche
Bücher uvm. Bestellen Sie Ihr Buch zum Thema Isocyanat einfach online und lassen Sie es sich bequem nach
Hause schicken. Wir wünschen Ihnen schöne und entspannte Lesemomente mit Ihrem Buch.
Isocyanat - Große Auswahl Bücher bei Buch findr
Bei uns finden Sie Bücher beliebter Autoren, Neuerscheinungen, Bestseller genauso wie alte Schätze. Bücher zum
Thema Isocyanat, die Ihre Fantasie anregen und Bücher, die Sie weiterbilden und Ihnen wissenschaftliche
Fakten vermitteln. Ganz nach Ihrem Geschmack ist das passende Buch für Sie dabei. Finden Sie eine große Auswahl
Bücher verschiedenster Genres, Verlage, Autoren bei Buchfindr:
Sie haben viele Möglichkeiten bei Buch findr die passenden Bücher für Ihr Lesevergnügen zu entdecken. Nutzen Sie
unsere Suchfunktionen, um zu stöbern und für Sie interessante Bücher in den unterschiedlichen Genres und Kategorien
zu finden. Unter Isocyanat und weitere Themen und Kategorien finden Sie schnell und einfach eine Auflistung
thematisch passender Bücher. Probieren Sie es aus, legen Sie jetzt los! Ihrem Lesevergnügen steht nichts im Wege.
Nutzen Sie die Vorteile Ihre Bücher online zu kaufen und bekommen Sie die bestellten Bücher schnell und bequem
zugestellt. Nehmen Sie sich die Zeit, online die Bücher Ihrer Wahl anzulesen, Buchempfehlungen und Rezensionen zu
studieren, Informationen zu Autoren zu lesen. Viel Spaß beim Lesen wünscht Ihnen das Team von Buchfindr.