Polyuretánové (PU) elastomérysú široko používané v priemyselných valcoch, kolesách, banských zariadeniach, systémoch manipulácie s materiálom, tesneniach a iných náročných aplikáciách. V porovnaní s konvenčnou gumou a mnohými plastmi ponúka polyuretán výraznú kombináciu mechanickej pevnosti, odolnosti proti oderu, elasticity a pružnosti zloženia. Ale prečo je tento materiál vhodný pre tak širokú škálu priemyselných aplikácií?
1. Tvrdosť a nosnosť
Polyuretánové elastoméry sú dostupné v širokom rozsahu tvrdosti, bežne merané pomocou stupnice Shore A a Shore D. Mäkšie druhy poskytujú flexibilitu a odpruženie, zatiaľ čo tvrdšie druhy ponúkajú väčšiu odolnosť proti pretlačeniu a deformácii.
Na rozdiel od niektorých materiálov, ktoré sa stávajú nadmerne krehkými so zvyšujúcou sa tvrdosťou, správne formulovaný polyuretán si môže zachovať užitočnú húževnatosť a odolnosť proti nárazu pri relatívne vysokých úrovniach tvrdosti. Jeho nosnosť závisí od tvrdosti, modulu, geometrie, teploty a podmienok zaťaženia. Vďaka týmto vlastnostiam je PU obľúbenou voľbou pre priemyselné kolesá, valčeky a pružné komponenty.
2. Vynikajúca odolnosť proti oderu
Odolnosť voči oderu je jednou z najznámejších výhod polyuretánových elastomérov. V aplikáciách zahŕňajúcich opakovaný kontakt, trenie a manipuláciu s materiálom môže vhodná PU formulácia poskytnúť dlhú životnosť.
Skutočný výkon závisí od chémie polyolu a izokyanátu, systému vytvrdzovania, tvrdosti, povrchovej úpravy a prevádzkových podmienok. Správne miešanie, odplyňovanie a vytvrdzovanie sú tiež dôležité pre minimalizáciu defektov, ktoré by mohli urýchliť opotrebovanie.
3. Vysoká pevnosť v ťahu a odolnosť proti roztrhnutiu
Polyuretánové elastoméry môžu kombinovať vysokú pevnosť v ťahu so značným predĺžením a odolnosťou proti roztrhnutiu. Tieto vlastnosti pomáhajú komponentom odolávať mechanickému namáhaniu a odolávať iniciácii alebo šíreniu trhlín počas prevádzky.
Ťahové vlastnosti možno hodnotiť pomocou ASTM D412, zatiaľ čo odolnosť proti roztrhnutiu možno merať pomocou ASTM D624. Tieto štandardizované testy pomáhajú výrobcom porovnávať materiály a vyberať triedy vhodné pre konkrétne prevádzkové podmienky.
4. Odolnosť a dynamický výkon
V závislosti od zloženia môžu byť polyuretánové elastoméry navrhnuté na absorpciu energie, odraz, tlmenie vibrácií alebo opakovanú deformáciu. Materiály s nižším odrazom môžu byť vhodné pre určité aplikácie rozptylu energie, zatiaľ čo triedy s vyšším odrazom môžu byť užitočné tam, kde je dôležité elastické zotavenie.
Odskok, generovanie tepla, odolnosť proti únave a deformácia v tlaku sú však odlišné vlastnosti. Výber materiálu pre dynamickú prevádzku vyžaduje vyhodnotenie skutočnej prevádzkovej frekvencie, zaťaženia, teploty a deformácie.
5. Odolnosť voči vplyvom prostredia
Výkon polyuretánu sa značne líši v závislosti od chemickej štruktúry. Systémy na báze polyéterov vo všeobecnosti poskytujú lepšiu odolnosť voči hydrolýze, vďaka čomu sú užitočné vo vlhkom prostredí a pri určitých aplikáciách vystavených vode. Systémy na báze polyesteru môžu ponúkať výhody vo vybraných mechanických a abráznych aplikáciách v závislosti od zloženia.
Teplotná odolnosť, kompatibilita s olejom, chemická odolnosť a dlhodobé starnutie musia byť overené pre konkrétnu triedu a prevádzkové prostredie. Žiadna jednotlivá polyuretánová formulácia nie je vhodná pre všetky chemické alebo teplotné podmienky.
6. Flexibilné spracovanie a dizajn
Odlievaný polyuretán môže byť tvarovaný do zložitých tvarov a spájaný s vhodnými kovovými komponentmi, čo umožňuje výrobu prispôsobených valčekov, kolies, vložiek a priemyselných dielov. Jeho zloženie môže byť tiež upravené tak, aby vyhovovalo rôznym požiadavkám na tvrdosť, pružnosť, opotrebovanie a spracovanie.