Dimenzijska stabilnost važan je faktor u proizvodnji poliuretanskog elastomera, posebno za precizne komponente, industrijske valjke, kotače, brtve, kalupe i druge proizvode kod kojih su konačne dimenzije kritične. Često pitanje proizvođača je: Zašto se poliuretanski elastomer nastavlja skupljati ili mijenjati veličinu nakon vađenja iz kalupa i kako se taj problem može smanjiti?
Jedan od važnih razloga je taj što kemijska reakcija možda neće biti potpuno završena kada se proizvod izvadi iz kalupa. Stvrdnjavanje poliuretana uključuje reakciju NCO skupina s reaktivnim komponentama u sustavu stvrdnjavanja. Čak i kada materijal izgleda čvrst, zaostale reaktivne skupine mogu nastaviti reagirati nakon vađenja iz kalupa. Ova naknadna reakcija može uzrokovati promjene u tvrdoći, mehaničkim svojstvima i dimenzijama.
Stoga je prvi korak u kontroli skupljanja održavanje odgovarajućeg indeksa reakcije i omjera stvrdnjavanja. Pretjerano visok NCO indeks može ostaviti dodatne reaktivne NCO skupine za naknadne reakcije. S druge strane, prenizak indeks može dovesti do nepotpunog stvrdnjavanja i loših mehaničkih svojstava. Stoga je potrebna uravnotežena formulacija umjesto jednostavnog povećanja količine sredstva za stvrdnjavanje.
Dobro miješanje i otplinjavanje jednako su važni. Loše miješanje može stvoriti lokalna područja s viškom ili nedovoljno reaktivnih komponenti. Ove razlike mogu rezultirati neravnomjernim stvrdnjavanjem i varijacijama u dimenzijama. Mjehurići zraka također mogu postati unutarnji nedostaci i mogu povećati promjene dimenzija tijekom stvrdnjavanja. Odgovarajuće vakuumsko otplinjavanje prije lijevanja može pomoći u smanjenju ovog rizika.
Druga korisna mjera je kontrola temperature kalupa. Kalup koji je prehladan može uzrokovati neravnomjerno stvrdnjavanje između površine i unutrašnjosti dijela. Održavanje stabilne i prikladne temperature kalupa pomaže ujednačenijem otvrdnjavanju materijala.
Za neke primjene, pritisak tijekom početne faze stvrdnjavanja također može pridonijeti boljoj kontroli dimenzija. Održavanje materijala pod odgovarajućim pritiskom tijekom stvrdnjavanja može pomoći u smanjenju nedostataka i održavanju kontakta s površinom kalupa.
Možda je najvažniji korak za stabilnost dimenzija naknadno stvrdnjavanje. Nakon vađenja iz kalupa, kontrolirano zagrijavanje može omogućiti zaostalim reaktivnim skupinama da nastave reagirati u stabilnijem okruženju. Ovisno o formulaciji, uvjeti naknadnog stvrdnjavanja mogu se razviti na oko 60-80 stupnjeva nekoliko sati. Točnu temperaturu i vrijeme potrebno je utvrditi testiranjem jer različiti poliuretanski sustavi imaju različite karakteristike otvrdnjavanja.
Za proizvodnju, praktičan postupak može uključivati predgrijavanje i otplinjavanje predpolimera, pripremu sredstva za stvrdnjavanje na traženoj temperaturi, temeljito miješanje komponenata, vakuumsko otplinjavanje kada je to prikladno, lijevanje u prethodno zagrijani kalup, održavanje odgovarajućeg tlaka tijekom početnog stvrdnjavanja, a zatim provođenje kontroliranog naknadnog stvrdnjavanja.
Glavno načelo je da stabilnost dimenzija nije kontrolirana samo jednim parametrom. Omjer formulacije, kvaliteta miješanja, temperatura, otplinjavanje, uvjeti kalupa, početno stvrdnjavanje i naknadno stvrdnjavanje rade zajedno. Pravilno optimiziran proces stvrdnjavanja može smanjiti promjene dimenzija nakon stvrdnjavanja i osigurati dosljedniju izvedbu poliuretanskog elastomera.