Synthese von Polyurethanen ohne Isocyanate

Polyurethane zählen aufgrund ihrer mechanischen, physikalischen und chemischen Eigenschaften zu den bedeutendsten Klassen von Polymermaterialien. Sie finden industrielle Anwendung über ein breites Spektrum, darunter Beschichtungen, Schäume oder Klebstoffe. [1], [2] Die globale Nachfrage nach Polyurethanen ist in den letzten Jahren stark angestiegen, zwischen 2004 und 2016 lag die Wachstumsrate durchschnittlich bei 2,5 %. [2] Derzeit beruht die Produktion von Polyurethanen überwiegend auf Basis toxischer, umwelt- sowie gesundheitsschädlicher Isocyanate. [3] Daher ist es unabdingbar eine andere Möglichkeit für die Synthese von Polyurethanen zu finden. In diesem Kontext haben die sogenannten NIPUs (nonisocyanate polyurethanes) besondere Aufmerksamkeit erregt, weil es sich hierbei um eine ungiftige und nachhaltige Alternative zu konventionellen Polyurethanen handelt. [4] Von den unterschiedlichsten Möglichkeiten NIPUs zu produzieren, hat sich der Syntheseweg über cyclische Carbonate und Diamine am besten etabliert. [5] Doch auch andere Synthesemethoden bieten erhebliches Potenzial. So gelang es bereits aus ungiftigen Rohstoffen bei Raumtemperatur Dicarbamate zu synthetisieren. [6] Diese können in einem weiteren Schritt mit Diolen zu NIPUs umgesetzt werden. [7]Während bereits einige Erfolge auf dem Gebiet der NIPUs zu verzeichnen sind, wie erste Substitutionen von konventionellen Polyurethanen in industriellen Anwendungen, gibt es noch Aspekte, die ausbaufähig sind. So reichen die Eigenschaften vieler NIPUs nicht an herkömmliche Polyurethane an. [8], [9] Daher ist es von besonderem Interesse neue Synthesewege oder Optimierungen z.B. durch Modifikationen für NIPUs zu finden, damit diese in Zukunft die Produktion von Polyurethanen auf Basis toxischer und limitierter Ressourcen komplett ersetzen können.