Quantifizierung von Zinn und Bismut in Polyurethan-Katalysatoren

Ziel der Diplomarbeit ist es, Methoden zur Quantifizierung der Metalle Zinn und Bismut zu entwickeln. Diese sollen möglichst einfach und zeitsparend durchzuführen sein, damit der Produktionsablauf nicht zu lange aufgehalten wird. Dabei sind optische und nasschemische Methoden zu bevorzugen.

Für die Herstellung der Polyurethan-Schäumen werden oft Metall-Katalysatoren verwendet, deren Dosierung genau durchzuführen ist. Dennoch kommt es immer wieder zu Reaktivitätsunterschieden, die unter anderem auf Konzentrationsschwankungen des Metalls im Katalysator zurückzuführen sind. Deshalb sollen Methoden entwickelt und evaluiert werden, mit denen Zinn und Bismut quantifiziert werden können.

Polyurethane sind Kunststoffe, die durch das Diisocyanat-Polyadditions-Verfahren hergestellt werden. Durch Wasserzugabe wird das Aufschäumen des Kunststoffes erwirkt. Um solche Schäume zu erhalten müssen zusätzlich Katalysatoren hinzugegeben werden, welche die Schwermetalle Bismut und Zinn enthalten können. Während der Herstellung solcher Schäume kann es zu Problemen kommen, welche auch auf Schwankungen der Menge dieser Schwermetalle in den jeweiligen Katalysatoren zurückzuführen sind. Um dieses Problem schnell beheben zu können ist eine Methode zur raschen quantitativen Bestimmung dieser Schwermetalle erforderlich.Hierzu wurden Methoden von unserer Partnerfirma Getzner Werkstoffe GmbH vorgelegt. Die vorgelegte Methode zur Zinn-Bestimmung ist auf Dauer nicht reproduzierbar, wobei vermutet wird, dass dies auf die Unbeständigkeit des Farbkomplexes zurückzuführen ist.Um dies zu umgehen wurden verschiedene Modifikationen und Abwandlungen der vorhandenen Arbeitsvorschrift durchgeführt, die jedoch nur bedingt zu Erfolgen führten. Variiert wurden hierbei Temperatur und Katalysatoren sowie verschiedene Reaktionszeiten.Für die vorgelegte Bismut-Bestimmung werden umweltschädliche Chemikalien benötigt, weshalb eine Bestimmungsmethode gefunden werden soll, die umweltfreundlicher ist.Für die Bestimmung von sowohl Zinn als auch Bismut wurde schlussendlich ein Aufschluss gewählt, welcher aufgearbeitet und anschließend gegen EDTA titriert wird. Um diese Titration zu erleichtern, war die Erstellung eines fertigen Programmes für den Autotitrator geplant, wobei die Phototrode genutzt werden sollte.