De vulling van matrassen, kussens en autostoelen is een doorslaggevende factor voor het comfortgevoel tijdens gebruik en de sleutel tot een gezonde regeneratie. Dagelijks comfort en ergonomische ondersteuning zijn grotendeels te danken aan de grondstof die bij de productie wordt gebruikt. Momenteel biedt de markt een breed scala aan producten, waarvan polyurethaanschuim (PUR) het populairst is.
Flexibel polyurethaanschuim is het materiaal dat gebruikt wordt voor de meeste matrassen en vullingen. Het staat bekend om zijn lichtgewicht constructie, duurzaamheid en elasticiteit.
Momenteel de beste keuze voor drukverlagende matrassen. Traagschuim staat bekend om zijn diepe lichaamscontouring en drukverlagende eigenschappen. Het reageert op lichaamswarmte, verzacht en vormt zich naar het lichaam.
Dit type schuim is op latexbasis. Het kenmerkt zich door een hoge veerkracht en elasticiteit. Latexschuim behoudt een constante ondersteuning en verweekt niet, wat zorgt voor een hoog gebruikscomfort.
Dit is een van de soorten polyurethaanschuim. Hun belangrijkste eigenschappen zijn elasticiteit en vervormingsbestendigheid.
Het past zich zeer goed aan de vorm van het lichaam aan, bijvoorbeeld in matrassen. Dit type schuim reageert op lichaamswarmte en zorgt voor thermisch comfort.
Polyurethaanschuim is momenteel de meest voorkomende en veelzijdige keuze bij de productie van onder andere moderne matrassen en kussens. Elk PUR-schuim is het resultaat van een zorgvuldig uitgebalanceerde chemische reactie tussen polyolen en isocyanaten. De onderlinge verhoudingen van deze componenten zijn van cruciaal belang. De gebruikte hoeveelheid isocyanaat bepaalt direct de hardheid van het uiteindelijke polymeer, terwijl de zachtheid en elasticiteit voornamelijk afhangen van het type polyol dat wordt gebruikt.
Polyolen zijn organische verbindingen met hydroxylgroepen (-OH) in hun structuur. De juiste keuze van het optimale type polyol – meestal polyether of polyester – is essentieel om de gewenste elasticiteit, veerkracht en chemische bestendigheid van het schuim te bereiken. Polyetherpolyolen worden dankzij hun hoge elasticiteit en vochtbestendigheid veel gebruikt bij de productie van flexibel schuim. Hun uitstekende fysische en chemische eigenschappen maken ze de voorkeurskeuze in toepassingen zoals meubels en auto’s. Polyesterpolyolen daarentegen, hoewel minder vaak gebruikt in zachte vullingen, worden gekozen waar sterkte, mechanische bestendigheid en chemische stabiliteit essentieel zijn. Vanwege hun specifieke eigenschappen worden ze voornamelijk gebruikt bij de productie van hardschuim en technisch schuim.
Isocyanaten zijn de tweede hoofdcomponent in de productie van polyurethaanschuim en reageren met polyolen in een proces dat polymerisatie wordt genoemd. De meest gebruikte isocyanaten zijn tolueendiisocyanaat (TDI) en difenylmethaandiisocyanaat (MDI). TDI is een vloeibaar isocyanaat dat veel wordt gebruikt bij de productie van flexibele (zachte) polyurethaanschuimen. Het wordt gekenmerkt door een relatief laag moleculair gewicht en een hoge reactiviteit. PUR-schuimen met hoge dichtheid op basis van TDI worden doorgaans gekenmerkt door een goede elasticiteit en comfort, waardoor ze geschikt zijn voor toepassingen zoals meubelkussens. MDI daarentegen is een isocyanaat dat bij kamertemperatuur in vaste of halfvaste vorm bestaat. Polyurethaanschuimen met hoge dichtheid op basis van MDI bieden een aantal voordelen ten opzichte van schuimen op basis van TDI. Ze worden gekenmerkt door een betere maatvastheid en een hoger draagvermogen. Deze eigenschappen maken MDI de voorkeurskeuze voor toepassingen in de automobielindustrie, waar polyurethaanschuim met hoge dichtheid wordt gebruikt voor de productie van stoelkussens en hoofdsteunen.
Additieven spelen een belangrijke rol bij het beheersen van de reactiesnelheid en het bepalen van de dichtheid, hardheid en mechanische eigenschappen van het schuim. Zo wordt gezorgd voor consistente prestaties in de beoogde toepassing.
Vlamvertragers worden toegevoegd om de brandwerendheid van polyurethaanschuim met hoge dichtheid te verbeteren. Ze werken door het ontstekingsproces te onderdrukken of de verspreiding van brand te vertragen. Veelgebruikte vlamvertragers zijn onder andere halogeenverbindingen, fosforverbindingen en anorganische vulstoffen. In toepassingen waar brandveiligheid belangrijk is, zoals meubels en auto-interieurs, is de toevoeging van vlamvertragers essentieel.
Deze spelen een sleutelrol in het polyurethaanpolymerisatieproces. Ze versnellen de reactie tussen polyolen en isocyanaten en zorgen zo voor de juiste schuimvormingssnelheid. Bij de productie van polyurethaanschuim met hoge dichtheid worden twee hoofdtypen katalysatoren gebruikt: aminekatalysatoren en tinkatalysatoren.
Ze zijn verantwoordelijk voor het creëren van de cellulaire structuur van het schuim door gasbellen te produceren tijdens de reactie.
Deze worden aan de formule toegevoegd om het schuim te stabiliseren tijdens de vorming ervan. Ze verminderen de oppervlaktespanning tussen de vloeibare componenten, waardoor de gasbellen zich gelijkmatig kunnen vormen en groeien. Oppervlakteactieve stoffen helpen ook het samensmelten van bellen te voorkomen, wat kan leiden tot een ongelijkmatige celstructuur.
Indien nodig kunnen vlamvertragers, antioxidanten, vulstoffen, kleurstoffen en antimicrobiële middelen worden toegevoegd om de prestaties te verbeteren.