Polyurethanplattenund Stäbe werden aufgrund ihrer hohen Verschleißfestigkeit, Elastizität, Schlagfestigkeit und mechanischen Festigkeit häufig in industriellen Anwendungen eingesetzt. Allerdings können sich in gegossenen Polyurethanprodukten manchmal Luftblasen oder kleine Hohlräume befinden. Für die Verbesserung der Produktqualität ist es wichtig zu verstehen, warum diese Blasen entstehen und wie sie reduziert werden können, insbesondere wenn Polyurethanplatten und -stäbe für anspruchsvolle mechanische Anwendungen verwendet werden.
Der Hauptgrund liegt im Gießverfahren, das zur Herstellung vieler Polyurethanprodukte verwendet wird. Im Gegensatz zu thermoplastischem Polyurethan, das üblicherweise durch Erhitzen und Formen verarbeitet wird, werden gegossene Polyurethanelastomere durch Mischen flüssiger Komponenten und anschließendes Gießen des Materials in eine Form hergestellt. Beim Mischen, Gießen und Formen kann eine gewisse Menge Luft im flüssigen Material eingeschlossen werden. Auch chemische Reaktionen während der Aushärtung können die Bildung und Bewegung kleiner Bläschen beeinflussen.
Mehrere Faktoren können zum Lufteinschluss beitragen. Mischgeschwindigkeit, Materialtemperatur, Viskosität, Formdesign und der Zustand der Rohstoffe können das Endergebnis beeinflussen. Wenn das Material hochviskos ist, kann die eingeschlossene Luft möglicherweise nur schwer entweichen, bevor das Polyurethan auszuhärten beginnt. Feuchtigkeit kann auch ein wichtiger Faktor bei der Polyurethanverarbeitung sein, da Isocyanate mit Wasser reagieren und Kohlendioxidgas erzeugen können. Aus diesem Grund ist die Kontrolle der Feuchtigkeit in Rohstoffen, Formen, Geräten und der Produktionsumgebung wichtig.
Bei Platten und Stäben aus Polyurethan ist die Kontrolle der inneren Blasen besonders wichtig, da diese Produkte oft maschinell zu fertigen Bauteilen verarbeitet werden. Große oder konzentrierte Hohlräume können die mechanische Festigkeit, die Dimensionsstabilität und das Erscheinungsbild der bearbeiteten Oberfläche beeinträchtigen. Bei Anwendungen mit Dauerbelastung, Stößen oder Verschleiß können auch innere Defekte Einfluss auf die Lebensdauer des Endbauteils haben.
Um Lufteinschlüsse zu reduzieren, können Hersteller den Gießprozess durch eine bessere Kontrolle der Misch-, Gieß- und Aushärtungsbedingungen verbessern. Ein Ansatz besteht darin, Schleudergussanlagen für geeignete Polyurethan-Plattenanwendungen zu verwenden. Beim Schleuderformen rotiert die Form mit hoher Geschwindigkeit, nachdem das Polyurethan-Material eingebracht wurde. Die Zentrifugalkraft trägt dazu bei, das flüssige Material in Richtung der Formwand zu bewegen und kann dazu beitragen, dass ein erheblicher Teil der eingeschlossenen Luft aus dem Material entweicht.
Dieses Verfahren kann besonders nützlich sein, wenn Polyurethanplatten mit relativ gleichmäßiger Dicke und hohen Anforderungen an die Oberflächenqualität hergestellt werden. Da Schleuderguss jedoch nicht für jede Produktgeometrie geeignet ist, muss das Herstellungsverfahren entsprechend der Größe, Form und Rezeptur der Polyurethankomponente ausgewählt werden.
Gegebenenfalls kann auch eine zusätzliche thermische Behandlung eingesetzt werden. Ein kontrollierter kurzzeitiger Erhitzungs- oder Nachhärtungsprozess kann dazu beitragen, einige verbleibende kleine Blasen zu entfernen oder zu reduzieren und den Gesamtzustand des Materials zu verbessern. Die Temperatur und die Behandlungszeit müssen sorgfältig kontrolliert werden, da eine übermäßige Erwärmung die mechanischen Eigenschaften oder die Dimensionsstabilität des Polyurethans beeinträchtigen kann.
In der Praxis kann es schwierig sein, alle mikroskopisch kleinen Hohlräume aus einem gegossenen Polyurethanprodukt vollständig zu entfernen, und die akzeptable Menge hängt von der beabsichtigten Anwendung ab. Für kritische Komponenten sollten daher Produktionsparameter und Prüfstandards entsprechend den tatsächlichen Betriebsanforderungen definiert werden.