Rozmerová stabilita je dôležitým faktorom pri výrobe polyuretánových elastomérov, najmä pre presné komponenty, priemyselné valčeky, kolesá, tesnenia, formy a iné produkty, kde sú konečné rozmery kritické. Bežná otázka výrobcov znie: Prečo sa polyuretánový elastomér po vybratí z formy ďalej zmršťuje alebo mení veľkosť a ako možno tento problém znížiť?
Jedným z dôležitých dôvodov je, že chemická reakcia nemusí byť úplne ukončená, keď sa výrobok vyberie z formy. Polyuretánové vytvrdzovanie zahŕňa reakciu NCO skupín s reaktívnymi zložkami v systéme vytvrdzovania. Aj keď sa materiál javí ako pevný, zvyškové reaktívne skupiny môžu pokračovať v reakcii po vybratí z formy. Táto dodatočná reakcia môže spôsobiť zmeny v tvrdosti, mechanických vlastnostiach a rozmeroch.
Prvým krokom pri kontrole zmršťovania je preto udržanie vhodného reakčného indexu a pomeru vytvrdzovania. Príliš vysoký index NCO môže zanechať ďalšie reaktívne skupiny NCO pre následné reakcie. Na druhej strane príliš nízky index môže viesť k neúplnému vytvrdnutiu a zlým mechanickým vlastnostiam. Preto sa vyžaduje skôr vyvážená formulácia ako jednoduché zvýšenie množstva vytvrdzovacieho činidla.
Dobré premiešanie a odplynenie sú rovnako dôležité. Zlé premiešanie môže vytvoriť lokálne oblasti s prebytočnými alebo nedostatočnými reaktívnymi zložkami. Tieto rozdiely môžu viesť k nerovnomernému vytvrdzovaniu a rozmerovým zmenám. Vzduchové bubliny sa môžu tiež stať vnútornými defektmi a môžu zväčšiť rozmerové zmeny počas vytvrdzovania. Vhodné vákuové odplynenie pred odlievaním môže pomôcť znížiť toto riziko.
Ďalším užitočným opatrením je kontrola teploty formy. Príliš studená forma môže spôsobiť nerovnomerné vytvrdzovanie medzi povrchom a vnútrom dielu. Udržiavanie stabilnej a vhodnej teploty formy pomáha materiálu vytvrdzovať rovnomernejšie.
Pri niektorých aplikáciách môže tlak počas počiatočnej fázy vytvrdzovania prispieť k lepšej rozmerovej kontrole. Udržiavanie materiálu pod primeraným tlakom počas vytvrdzovania môže pomôcť znížiť chyby a udržať kontakt s povrchom formy.
Snáď najdôležitejším krokom pre rozmerovú stabilitu je následné vytvrdnutie. Po vybratí z formy môže riadený ohrev umožniť zvyškovým reaktívnym skupinám pokračovať v reakcii v stabilnejšom prostredí. V závislosti od formulácie sa podmienky po vytvrdnutí môžu vyvinúť okolo 60-80 stupňov počas niekoľkých hodín. Presná teplota a čas by sa mali stanoviť testovaním, pretože rôzne polyuretánové systémy majú rôzne charakteristiky vytvrdzovania.
Pri výrobe môže praktický proces zahŕňať predhriatie a odplynenie predpolyméru, prípravu vytvrdzovacieho činidla na požadovanú teplotu, dôkladné premiešanie zložiek, vákuové odplynenie, ak je to vhodné, odlievanie do predhriatej formy, udržiavanie vhodného tlaku počas počiatočného vytvrdzovania a potom uskutočnenie riadeného následného vytvrdzovania.
Hlavným princípom je, že rozmerová stabilita nie je riadená iba jedným parametrom. Pomer formulácie, kvalita miešania, teplota, odplynenie, podmienky formy, počiatočné vytvrdzovanie a následné vytvrdzovanie, to všetko spolupracuje. Správne optimalizovaný proces vytvrdzovania môže znížiť zmeny rozmerov po vytvrdnutí a poskytnúť konzistentnejší výkon polyuretánového elastoméru.