În producția de elastomer poliuretan, controlul reacției dintre prepolimer și sistemul de întărire este esențial pentru a obține o prelucrare stabilă și o calitate constantă a produsului. Dacă reacția este prea rapidă, materialul se poate gelifica înainte de a fi amestecat sau turnat corespunzător. Dacă este prea lent, produsul finit poate rămâne moale, lipicios sau subîntărit. Deci, cum pot producătorii să controleze viteza de reacție?
Primul factor de luat în considerare este conținutul de NCO al prepolimerului și raportul agentului de întărire. Indicele de reacție, adesea exprimat ca cantitatea reală de NCO în raport cu cerința teoretică, afectează direct reacția finală. În multe sisteme, un indice în jurul valorii de 1,02–1,05 este utilizat ca interval practic de pornire. Un indice mai mare poate lăsa mai mult NCO nereacționat pentru post-reacție, în timp ce un indice mai mic poate duce la întărire incompletă. Raportul exact, totuși, trebuie determinat întotdeauna în funcție de formularea specifică și proprietățile țintă.
Al doilea factor este tipul de agent de întărire. Diferiți agenți de întărire au activități de reacție semnificativ diferite. Agenții de întărire pe bază de amine precum MOCA și DETDA pot oferi reacții relativ rapide, în timp ce agenții de întărire pe bază de diol, cum ar fi BDO, oferă în general o fereastră de procesare diferită. Diolii cu lanț lung și alte componente de întărire pot oferi caracteristici de reacție încă diferite. Prin urmare, selectarea sistemului de întărire potrivit este adesea mai importantă decât simpla schimbare a cantității de agent de întărire.
Catalizatorii sunt un alt instrument important de ajustare. Catalizatorii organotin pot accelera semnificativ reacția dintre NCO și grupările hidroxil. Cu toate acestea, catalizatorul excesiv poate scurta timpul de procesare și poate face amestecarea și turnarea mai dificilă. Pentru sistemele cu elastomeri, nivelul catalizatorului ar trebui să fie controlat cu atenție conform formulării. Când reacția este prea rapidă, poate fi luată în considerare reducerea sau eliminarea catalizatorului. Când reacția este prea lentă, o mică ajustare poate ajuta la îmbunătățirea eficienței întăririi.
Temperatura este una dintre modalitățile cele mai directe de a controla viteza de reacție. Creșterea temperaturii prepolimerului sau matriței accelerează în general reacția, în timp ce temperaturile mai scăzute o încetinesc. În procesarea practică, prepolimerul poate fi încălzit la aproximativ 40-60 de grade, în timp ce temperatura matriței poate fi, de asemenea, controlată într-un interval adecvat. Pentru agenții de întărire solizi, cum ar fi MOCA, poate fi necesară încălzirea pentru a topi agentul de întărire înainte de amestecarea și turnarea rapidă.
Cu toate acestea, temperatura nu trebuie luată în considerare separat de amestecare, umplere a matriței și timpul de întărire. Un profil stabil de temperatură ajută la menținerea unei viteze de reacție consistente pe tot parcursul procesului de producție.
Principiul cheie este simplu: viteza de reacție ar trebui să fie suficient de rapidă pentru a obține întărirea completă, dar suficient de lentă pentru a oferi suficient timp de lucru pentru amestecare, degazare și turnare. Ajustând împreună indicele NCO, tipul de agent de întărire, nivelul catalizatorului și temperatura, producătorii pot stabili o fereastră de procesare mai stabilă pentru elastomeri poliuretanici.