Vid tillverkning av polyuretanelastomerer är det viktigt att kontrollera reaktionen mellan prepolymeren och härdningssystemet för att uppnå stabil bearbetning och jämn produktkvalitet. Om reaktionen är för snabb kan materialet gela innan det kan blandas eller hällas ordentligt. Om den är för långsam kan den färdiga produkten förbli mjuk, klibbig eller underhärdad. Så, hur kan tillverkare kontrollera reaktionshastigheten?
Den första faktorn att beakta är NCO-halten i prepolymeren och förhållandet mellan härdare. Reaktionsindexet, ofta uttryckt som den faktiska NCO-mängden i förhållande till det teoretiska kravet, påverkar direkt den slutliga reaktionen. I många system används ett index kring 1,02–1,05 som ett praktiskt startintervall. Ett högre index kan lämna mer oreagerad NCO för efterreaktion, medan ett lägre index kan resultera i ofullständig härdning. Det exakta förhållandet bör dock alltid bestämmas i enlighet med den specifika formuleringen och målegenskaperna.
Den andra faktorn är typen av härdare. Olika härdare har signifikant olika reaktionsaktiviteter. Aminbaserade härdare som MOCA och DETDA kan ge relativt snabba reaktioner, medan diolbaserade härdare som BDO i allmänhet erbjuder ett annat bearbetningsfönster. Långkedjiga dioler och andra härdande komponenter kan ge ännu olika reaktionsegenskaper. Därför är det ofta viktigare att välja rätt härdningssystem än att bara ändra mängden härdare.
Katalysatorer är ett annat viktigt justeringsverktyg. Tennorganiska katalysatorer kan avsevärt påskynda reaktionen mellan NCO och hydroxylgrupper. För mycket katalysator kan dock förkorta bearbetningstiden och göra blandning och hällning svårare. För elastomersystem bör därför katalysatornivån kontrolleras noggrant enligt formuleringen. När reaktionen är för snabb kan reducering eller eliminering av katalysatorn övervägas. När reaktionen är för långsam kan en liten justering bidra till att förbättra härdningseffektiviteten.
Temperatur är ett av de mest direkta sätten att kontrollera reaktionshastigheten. Ökning av prepolymeren eller formtemperaturen påskyndar i allmänhet reaktionen, medan lägre temperaturer saktar ner den. Vid praktisk bearbetning kan prepolymeren värmas till cirka 40–60 grader, medan formtemperaturen också kan kontrolleras inom ett lämpligt intervall. För fasta härdare som MOCA kan uppvärmning krävas för att smälta härdaren innan snabb blandning och gjutning.
Temperaturen bör dock inte beaktas separat från blandning, formfyllning och härdningstid. En stabil temperaturprofil hjälper till att upprätthålla en jämn reaktionshastighet under hela produktionsprocessen.
Nyckelprincipen är enkel: reaktionshastigheten bör vara tillräckligt snabb för att uppnå fullständig härdning, men tillräckligt långsam för att ge tillräcklig arbetstid för blandning, avgasning och gjutning. Genom att justera NCO-index, härdartyp, katalysatornivå och temperatur tillsammans kan tillverkare skapa ett mer stabilt bearbetningsfönster för polyuretanelastomerer.