Η σταθερότητα των διαστάσεων είναι ένα σημαντικό στοιχείο στην παραγωγή ελαστομερούς πολυουρεθάνης, ειδικά για εξαρτήματα ακριβείας, βιομηχανικούς κυλίνδρους, τροχούς, σφραγίδες, καλούπια και άλλα προϊόντα όπου οι τελικές διαστάσεις είναι κρίσιμες. Μια κοινή ερώτηση από τους κατασκευαστές είναι: Γιατί ένα ελαστομερές πολυουρεθάνης συνεχίζει να συρρικνώνεται ή να αλλάζει μέγεθος μετά το ξεκαλούπωμα και πώς μπορεί να μειωθεί αυτό το πρόβλημα;
Ένας σημαντικός λόγος είναι ότι η χημική αντίδραση μπορεί να μην έχει ολοκληρωθεί πλήρως όταν το προϊόν αφαιρεθεί από το καλούπι. Η σκλήρυνση με πολυουρεθάνη περιλαμβάνει την αντίδραση ομάδων NCO με αντιδρώντα συστατικά στο σύστημα σκλήρυνσης. Ακόμη και όταν το υλικό φαίνεται στερεό, οι υπολειμματικές αντιδραστικές ομάδες μπορεί να συνεχίσουν να αντιδρούν μετά το ξεκαλούπωμα. Αυτή η μετα-αντίδραση μπορεί να προκαλέσει αλλαγές στη σκληρότητα, τις μηχανικές ιδιότητες και τις διαστάσεις.
Επομένως, το πρώτο βήμα στον έλεγχο της συρρίκνωσης είναι η διατήρηση ενός κατάλληλου δείκτη αντίδρασης και αναλογίας σκλήρυνσης. Ένας υπερβολικά υψηλός δείκτης NCO μπορεί να αφήσει επιπλέον αντιδραστικές ομάδες NCO για επακόλουθες αντιδράσεις. Από την άλλη πλευρά, ένας υπερβολικά χαμηλός δείκτης μπορεί να οδηγήσει σε ατελή σκλήρυνση και κακές μηχανικές ιδιότητες. Απαιτείται επομένως μια ισορροπημένη σύνθεση αντί να αυξάνει απλώς την ποσότητα του παράγοντα σκλήρυνσης.
Η καλή ανάμειξη και η απαέρωση είναι εξίσου σημαντικές. Η κακή ανάμειξη μπορεί να δημιουργήσει τοπικές περιοχές με περίσσεια ή ανεπαρκή αντιδραστικά συστατικά. Αυτές οι διαφορές μπορεί να οδηγήσουν σε ανομοιόμορφη σκλήρυνση και διακύμανση των διαστάσεων. Οι φυσαλίδες αέρα μπορούν επίσης να γίνουν εσωτερικά ελαττώματα και μπορεί να μεγεθύνουν τις αλλαγές διαστάσεων κατά τη σκλήρυνση. Η κατάλληλη απαέρωση υπό κενό πριν από τη χύτευση μπορεί να βοηθήσει στη μείωση αυτού του κινδύνου.
Ένα άλλο χρήσιμο μέτρο είναι ο έλεγχος της θερμοκρασίας του καλουπιού. Ένα καλούπι που είναι πολύ κρύο μπορεί να προκαλέσει ανομοιόμορφη σκλήρυνση μεταξύ της επιφάνειας και του εσωτερικού του εξαρτήματος. Η διατήρηση μιας σταθερής και κατάλληλης θερμοκρασίας καλουπιού βοηθά το υλικό να ωριμάσει πιο ομοιόμορφα.
Για ορισμένες εφαρμογές, η πίεση κατά το αρχικό στάδιο σκλήρυνσης μπορεί επίσης να συμβάλει στον καλύτερο έλεγχο των διαστάσεων. Η διατήρηση του υλικού υπό την κατάλληλη πίεση κατά τη σκλήρυνση μπορεί να βοηθήσει στη μείωση των ελαττωμάτων και στη διατήρηση της επαφής με την επιφάνεια του καλουπιού.
Ίσως το πιο σημαντικό βήμα για τη σταθερότητα των διαστάσεων είναι η μεταπολίτευση. Μετά το ξεκαλούπωμα, η ελεγχόμενη θέρμανση μπορεί να επιτρέψει στις υπολειμματικές αντιδραστικές ομάδες να συνεχίσουν να αντιδρούν σε ένα πιο σταθερό περιβάλλον. Ανάλογα με τη σύνθεση, οι συνθήκες μετά τη σκλήρυνση μπορεί να αναπτυχθούν γύρω στους 60-80 βαθμούς για αρκετές ώρες. Η ακριβής θερμοκρασία και ο χρόνος πρέπει να καθοριστούν μέσω δοκιμών, επειδή διαφορετικά συστήματα πολυουρεθάνης έχουν διαφορετικά χαρακτηριστικά σκλήρυνσης.
Για την παραγωγή, μια πρακτική διαδικασία μπορεί να περιλαμβάνει προθέρμανση και απαέρωση του προπολυμερούς, προετοιμασία του παράγοντα σκλήρυνσης στην απαιτούμενη θερμοκρασία, σχολαστική ανάμειξη των συστατικών, απαέρωση υπό κενό όταν χρειάζεται, χύτευση σε προθερμασμένο καλούπι, διατήρηση κατάλληλης πίεσης κατά την αρχική σκλήρυνση και στη συνέχεια διεξαγωγή ελεγχόμενης μεταπολυμερισμού.
Η κύρια αρχή είναι ότι η σταθερότητα των διαστάσεων δεν ελέγχεται μόνο από μία παράμετρο. Η αναλογία σύνθεσης, η ποιότητα ανάμειξης, η θερμοκρασία, η απαέρωση, οι συνθήκες καλουπιού, η αρχική σκλήρυνση και η μεταπολίτευση λειτουργούν όλα μαζί. Μια σωστά βελτιστοποιημένη διαδικασία σκλήρυνσης μπορεί να μειώσει τις αλλαγές διαστάσεων μετά τη σκλήρυνση και να παρέχει πιο σταθερή απόδοση ελαστομερούς πολυουρεθάνης.