Στην παραγωγή ελαστομερούς πολυουρεθάνης, ο έλεγχος της αντίδρασης μεταξύ του προπολυμερούς και του συστήματος σκλήρυνσης είναι απαραίτητος για την επίτευξη σταθερής επεξεργασίας και σταθερής ποιότητας προϊόντος. Εάν η αντίδραση είναι πολύ γρήγορη, το υλικό μπορεί να πήξει πριν αναμιχθεί ή χυθεί σωστά. Εάν είναι πολύ αργό, το τελικό προϊόν μπορεί να παραμείνει μαλακό, κολλώδες ή υπο-πολυμερισμένο. Λοιπόν, πώς μπορούν οι κατασκευαστές να ελέγξουν την ταχύτητα αντίδρασης;
Ο πρώτος παράγοντας που πρέπει να ληφθεί υπόψη είναι η περιεκτικότητα σε NCO του προπολυμερούς και η αναλογία του παράγοντα σκλήρυνσης. Ο δείκτης αντίδρασης, που συχνά εκφράζεται ως η πραγματική ποσότητα NCO σε σχέση με τη θεωρητική απαίτηση, επηρεάζει άμεσα την τελική αντίδραση. Σε πολλά συστήματα, ένας δείκτης περίπου 1,02–1,05 χρησιμοποιείται ως πρακτικό εύρος εκκίνησης. Ένας υψηλότερος δείκτης μπορεί να αφήσει περισσότερο NCO που δεν έχει αντιδράσει για μετά την αντίδραση, ενώ ένας χαμηλότερος δείκτης μπορεί να οδηγήσει σε ατελή σκλήρυνση. Η ακριβής αναλογία, ωστόσο, θα πρέπει πάντα να προσδιορίζεται σύμφωνα με τη συγκεκριμένη σύνθεση και τις ιδιότητες στόχου.
Ο δεύτερος παράγοντας είναι ο τύπος του παράγοντα σκλήρυνσης. Διαφορετικοί παράγοντες σκλήρυνσης έχουν σημαντικά διαφορετικές δράσεις αντίδρασης. Οι παράγοντες σκλήρυνσης με βάση τις αμίνες όπως το MOCA και το DETDA μπορούν να παρέχουν σχετικά γρήγορες αντιδράσεις, ενώ οι παράγοντες σκλήρυνσης με βάση τη διόλη όπως το BDO γενικά προσφέρουν διαφορετικό παράθυρο επεξεργασίας. Οι διόλες μακράς αλυσίδας και άλλα συστατικά σκλήρυνσης μπορούν να παρέχουν ακόμη διαφορετικά χαρακτηριστικά αντίδρασης. Ως εκ τούτου, η επιλογή του σωστού συστήματος σκλήρυνσης είναι συχνά πιο σημαντική από την απλή αλλαγή της ποσότητας του παράγοντα σκλήρυνσης.
Οι καταλύτες είναι ένα άλλο σημαντικό εργαλείο προσαρμογής. Οι καταλύτες οργανοκασσιτέρου μπορούν να επιταχύνουν σημαντικά την αντίδραση μεταξύ των ομάδων NCO και υδροξυλίου. Ωστόσο, ο υπερβολικός καταλύτης μπορεί να συντομεύσει τον χρόνο επεξεργασίας και να κάνει την ανάμιξη και την έκχυση πιο δύσκολη. Για συστήματα ελαστομερών, το επίπεδο του καταλύτη θα πρέπει επομένως να ελέγχεται προσεκτικά σύμφωνα με τη σύνθεση. Όταν η αντίδραση είναι πολύ γρήγορη, μπορεί να εξεταστεί το ενδεχόμενο μείωσης ή εξάλειψης του καταλύτη. Όταν η αντίδραση είναι πολύ αργή, μια μικρή προσαρμογή μπορεί να βοηθήσει στη βελτίωση της αποτελεσματικότητας σκλήρυνσης.
Η θερμοκρασία είναι ένας από τους πιο άμεσους τρόπους ελέγχου της ταχύτητας αντίδρασης. Η αύξηση της θερμοκρασίας του προπολυμερούς ή του καλουπιού γενικά επιταχύνει την αντίδραση, ενώ οι χαμηλότερες θερμοκρασίες την επιβραδύνουν. Στην πρακτική επεξεργασία, το προπολυμερές μπορεί να θερμανθεί στους 40-60 βαθμούς περίπου, ενώ η θερμοκρασία του καλουπιού μπορεί επίσης να ελεγχθεί εντός ενός κατάλληλου εύρους. Για στερεά μέσα σκλήρυνσης όπως το MOCA, μπορεί να απαιτείται θέρμανση για την τήξη του παράγοντα σκλήρυνσης πριν από την ταχεία ανάμιξη και χύτευση.
Ωστόσο, η θερμοκρασία δεν πρέπει να εξετάζεται χωριστά από την ανάμιξη, το γέμισμα του καλουπιού και το χρόνο σκλήρυνσης. Ένα σταθερό προφίλ θερμοκρασίας βοηθά στη διατήρηση ενός σταθερού ρυθμού αντίδρασης σε όλη τη διαδικασία παραγωγής.
Η βασική αρχή είναι απλή: η ταχύτητα αντίδρασης πρέπει να είναι αρκετά γρήγορη για να επιτευχθεί πλήρης σκλήρυνση, αλλά αρκετά αργή για να παρέχει επαρκή χρόνο εργασίας για ανάμιξη, απαέρωση και χύτευση. Προσαρμόζοντας τον δείκτη NCO, τον τύπο του παράγοντα σκλήρυνσης, το επίπεδο καταλύτη και τη θερμοκρασία μαζί, οι κατασκευαστές μπορούν να δημιουργήσουν ένα πιο σταθερό παράθυρο επεξεργασίας για ελαστομερή πολυουρεθάνης.