Rollen aus Polyurethanwerden häufig in Industrieanlagen eingesetzt, wo herkömmliche Gummi- oder Kunststoffrollen möglicherweise nicht die erforderliche Kombination aus Verschleißfestigkeit, Belastbarkeit und Flexibilität bieten. Diese aus Polyurethan-Elastomeren hergestellten Walzen können so formuliert werden, dass sie unterschiedliche Härtegrade, Elastizität, Abriebfestigkeit und Chemikalienbeständigkeit erreichen, wodurch sie für eine Vielzahl anspruchsvoller Anwendungen geeignet sind.
Polyurethanelastomere werden durch Reaktion von Isocyanaten mit Polyolen und anderen Formulierungskomponenten hergestellt. Zu den gängigen Isocyanaten, die in Polyurethan-Elastomersystemen verwendet werden, gehören MDI, TDI, NDI und PPDI. Die endgültige Leistung einer Polyurethanwalze hängt nicht nur von der Art des Isocyanats ab, sondern auch von der Polyolstruktur, dem Kettenverlängerer, der Härte, den Verarbeitungsbedingungen und der Gesamtformulierung.
Einer der wichtigsten Vorteile von Polyurethan-Rollen ist ihre Kombination aus Flexibilität und mechanischer Festigkeit. Im Gegensatz zu starren Kunststoffen kann sich Polyurethan unter Belastung verformen und seine ursprüngliche Form wieder herstellen, wobei es gleichzeitig eine hohe Zug- und Reißfestigkeit behält. Durch diese Kombination können Polyurethan-Rollen unter wiederholter Belastung und mechanischer Beanspruchung betrieben werden, ohne dass es leicht zu Rissen oder Brüchen kommt. Polyurethansysteme auf Polyesterbasis sind besonders für ihre hohe Reißfestigkeit und mechanische Belastbarkeit bekannt. Je nach Rezeptur und Qualität kann Polyurethan bei Prüfung nach ASTM D624 eine sehr hohe Reißfestigkeit erreichen.
Die Abriebfestigkeit ist ein weiterer wichtiger Grund dafür, dass Polyurethan häufig für Industriewalzen ausgewählt wird. Rollen können während des Betriebs ständigem Gleiten, Rollkontakt, Stößen und abrasiven Partikeln ausgesetzt sein. Polyurethan weist eine hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber vielen Formen mechanischer Abnutzung auf und kann Aufprallenergie absorbieren, während seine strukturelle Integrität erhalten bleibt. Seine Elastizität und hohe Festigkeit tragen außerdem dazu bei, Schäden durch wiederholten Kontakt und Vibrationen zu reduzieren. Bei Anwendungen mit starkem Abrieb sind die Harzstruktur und die Formulierung des Polyurethans bei der Auswahl der geeigneten Sorte besonders wichtig.
Auch die chemische Beständigkeit hängt eng mit dem Polyurethansystem zusammen. Polyurethan auf Polyetherbasis bietet im Allgemeinen eine bessere Hydrolysebeständigkeit und eignet sich daher für Anwendungen mit Wasser, Feuchtigkeit oder feuchten Betriebsumgebungen. Polyurethan auf Polyesterbasis hingegen wird oft dann gewählt, wenn hohe mechanische Festigkeit, Abriebfestigkeit und Beständigkeit gegenüber Ölen, Kraftstoffen und bestimmten erdölbasierten Substanzen erforderlich sind. Die tatsächliche Chemikalienbeständigkeit sollte jedoch immer anhand der spezifischen Chemikalie, Konzentration, Temperatur und Einwirkungszeit beurteilt werden.
Bei der Auswahl von Polyurethan für Rollen sollten auch Temperatur und Lichteinwirkung berücksichtigt werden. Verschiedene Isocyanatsysteme und -formulierungen bieten unterschiedliche Grade an thermischer Stabilität und Alterungsbeständigkeit. Bei aromatischen Polyurethansystemen kann es bei Einwirkung von UV-Licht zu Farbveränderungen oder Vergilbungen kommen, während das optische Erscheinungsbild der Walze nicht zwangsläufig auf eine Veränderung ihrer Funktionsleistung schließen lässt. Für Anwendungen, bei denen langfristige Farbstabilität und Außeneinwirkung wichtig sind, sollte die Formulierung entsprechend ausgewählt werden.
Die Leistung einer Polyurethanwalze lässt sich daher nicht allein anhand ihrer Härte bestimmen. Belastung, Rollengeschwindigkeit, Betriebstemperatur, Oberflächenzustand, chemische Belastung und erforderliche Lebensdauer beeinflussen alle die Materialauswahl. Eine richtig formulierte Polyurethanwalze kann ein nützliches Gleichgewicht zwischen Elastizität, Verschleißfestigkeit, Reißfestigkeit und chemischer Beständigkeit bieten und sie zu einer praktischen Lösung für Fördersysteme, Industriemaschinen, Druckgeräte, Materialtransportsysteme und andere Hochleistungsanwendungen machen.