Methoden zur Charakterisierung der Polyurethan-Schaumstoffentstehung

Polyurethanschaumstoffe haben aufgrund ihrer hervorragenden Dämm- und Dämpfungseigenschaften eine besondere Bedeutung erlangt. Da die komplexen Vorgänge während der PUR-Schaumentstehung bisher nur in Ansätzen verstanden sind, erfolgt die Gestaltung der Schaumstoffertigung in der industriellen Praxis vorwiegend empirisch. Vor diesem Hintergrund wird in der vorliegenden Arbeit zunächst eine mathematische Beschreibung entwickelt. Zentraler Bestandteil des Modells ist eine verbesserte Darstellung des Materialverhaltens während der Schaumbildung. Im zweiten Teil der Arbeit werden experimentelle Methoden vorgestellt, die eine detaillierte Untersuchung der Schaumbildung ermöglichen. So wird das Aufschäum- und Vernetzungsverhalten mit einem neuen Ultraschallmeßverfahren analysiert. Hierzu werden die Schallgeschwindigkeit und due Schalldämpfung während des Schäumvorganges ausgewertet. Eine detaillierte Unersuchung der mikroskopischen Prozesse während der Schaumentstehung ist mit einem Röntgenrefraktionsverfahren möglich. Aus der Auswertung des an den Blasen gebrochenen Röntgenstrahls können sowohl das Blasenwachstum als auch die zeitliche Entwicklung der Blasenzahl bestimmt werden. Eine quantitative Auswertung der ausreagierten Schaumstrukturen kann schließlich mit dem entwickelten Bildanalyseprogramm OZELLA erfolgen. Abschließend werden die Möglichkeiten einer rechnergestützten Simulation der Schaumentstehung diskutiert.