Polyurethaan platenen staven worden veel gebruikt in industriële toepassingen vanwege hun hoge slijtvastheid, elasticiteit, slagvastheid en mechanische sterkte. Er kunnen echter soms luchtbellen of kleine holtes worden aangetroffen in gegoten polyurethaanproducten. Begrijpen waarom deze belletjes ontstaan en hoe ze kunnen worden verminderd, is belangrijk voor het verbeteren van de productkwaliteit, vooral wanneer polyurethaanplaten en -staven worden gebruikt voor veeleisende mechanische toepassingen.
De belangrijkste reden houdt verband met het gietproces dat wordt gebruikt bij de vervaardiging van veel polyurethaanproducten. In tegenstelling tot thermoplastisch polyurethaan, dat gewoonlijk wordt verwerkt door verhitting en gieten, worden gegoten polyurethaanelastomeren geproduceerd door vloeibare componenten te mengen en het materiaal vervolgens in een mal te gieten. Tijdens het mengen, gieten en vormen kan er een bepaalde hoeveelheid lucht in het vloeibare materiaal terechtkomen. Chemische reacties tijdens het uitharden kunnen ook de vorming en beweging van kleine belletjes beïnvloeden.
Verschillende factoren kunnen bijdragen aan luchtinsluiting. Mengsnelheid, materiaaltemperatuur, viscositeit, matrijsontwerp en de toestand van de grondstoffen kunnen allemaal het eindresultaat beïnvloeden. Als het materiaal zeer stroperig is, kan ingesloten lucht moeite hebben om te ontsnappen voordat het polyurethaan begint uit te harden. Vocht kan ook een belangrijke factor zijn bij de verwerking van polyurethaan, omdat isocyanaten kunnen reageren met water en kooldioxidegas kunnen genereren. Om deze reden is het beheersen van vocht in grondstoffen, matrijzen, apparatuur en de productieomgeving belangrijk.
Voor polyurethaanplaten en -staven is het beheersen van interne bellen bijzonder belangrijk omdat deze producten vaak tot afgewerkte componenten worden bewerkt. Grote of geconcentreerde holtes kunnen de mechanische sterkte, maatvastheid en het uiterlijk van het bewerkte oppervlak beïnvloeden. Bij toepassingen met voortdurende belasting, stoten of slijtage kunnen interne defecten ook de levensduur van het uiteindelijke onderdeel beïnvloeden.
Om luchtinsluiting te verminderen, kunnen fabrikanten het gietproces verbeteren door een betere controle van de meng-, giet- en uithardingsomstandigheden. Eén benadering is het gebruik van centrifugale gietapparatuur voor geschikte polyurethaanplaattoepassingen. Tijdens centrifugaal gieten roteert de mal met hoge snelheid nadat het polyurethaanmateriaal is geïntroduceerd. De middelpuntvliedende kracht helpt het vloeibare materiaal naar de malwand te bewegen en kan ervoor zorgen dat een aanzienlijk deel van de opgesloten lucht uit het materiaal ontsnapt.
Deze methode kan bijzonder nuttig zijn bij het produceren van polyurethaanplaten met een relatief uniforme dikte en hoge eisen aan de oppervlaktekwaliteit. Centrifugaal gieten is echter niet geschikt voor elke productgeometrie, dus de productiemethode moet worden geselecteerd op basis van de grootte, vorm en formulering van de polyurethaancomponent.
Indien nodig kan ook een aanvullende thermische behandeling worden toegepast. Een gecontroleerd kortstondig verwarmings- of nahardingsproces kan helpen bij het verwijderen of verminderen van enkele resterende kleine belletjes en het verbeteren van de algehele conditie van het materiaal. De temperatuur en behandelingstijd moeten zorgvuldig worden gecontroleerd, omdat overmatige verhitting de mechanische eigenschappen of maatstabiliteit van het polyurethaan kan beïnvloeden.
In de praktijk kan het moeilijk zijn om elke microscopisch kleine holte uit een gegoten polyurethaanproduct volledig te elimineren, en het aanvaardbare niveau hangt af van de beoogde toepassing. Voor kritische componenten moeten daarom productieparameters en inspectienormen worden gedefinieerd op basis van de feitelijke bedrijfsvereisten.