寸法安定性は、ポリウレタン エラストマーの製造、特に最終寸法が重要な精密部品、工業用ローラー、ホイール、シール、金型、その他の製品の場合、重要な考慮事項です。メーカーからのよくある質問は、「なぜポリウレタン エラストマーは型から外した後も収縮したりサイズが変化したりするのか、またこの問題はどのように軽減できるのか?」というものです。
重要な理由の 1 つは、製品を金型から取り外すときに化学反応が完全に完了していない可能性があることです。ポリウレタンの硬化には、NCO 基と硬化系内の反応性成分の反応が含まれます。材料が固体のように見えても、残留反応性基は型から取り出した後も反応を続ける可能性があります。この後反応により、硬度、機械的特性、寸法が変化する可能性があります。
したがって、収縮を制御するための最初のステップは、適切な反応指数と硬化率を維持することです。 NCO インデックスが高すぎると、後続の反応のために追加の反応性 NCO 基が残る可能性があります。一方、指数が低すぎると硬化が不完全になり、機械的特性が低下する可能性があります。したがって、単に硬化剤の量を増やすのではなく、バランスの取れた配合が必要となります。
良好な混合と脱気も同様に重要です。混合が不十分だと、反応性成分が過剰または不十分な局所領域が生じる可能性があります。これらの違いにより、硬化ムラや寸法変化が生じる場合があります。気泡も内部欠陥となる可能性があり、硬化中の寸法変化を拡大する可能性があります。鋳造前に適切な真空脱ガスを行うと、このリスクを軽減できます。
もう 1 つの有用な手段は、金型の温度制御です。金型が冷たすぎると、部品の表面と内部の間で硬化が不均一になる可能性があります。安定した適切な金型温度を維持すると、材料がより均一に硬化します。
用途によっては、初期硬化段階での圧力も寸法制御の向上に寄与する場合があります。硬化中に材料を適切な圧力下に保つと、欠陥が減り、金型表面との接触が維持されます。
おそらく、寸法安定性にとって最も重要なステップは後硬化です。脱型後、制御された加熱により、残留反応性基がより安定した環境で反応を続けることができます。配合によっては、後硬化条件が約 60 ～ 80 度で数時間続く場合があります。ポリウレタン系が異なれば硬化特性も異なるため、正確な温度と時間はテストを通じて確立する必要があります。
製造の実際的なプロセスには、プレポリマーの予熱と脱気、必要な温度での硬化剤の調製、成分の完全な混合、必要に応じて真空脱気、予熱した金型への注型、初期硬化中に適切な圧力を維持し、その後制御された後硬化を実行することが含まれます。
主な原則は、寸法安定性は 1 つのパラメーターだけでは制御されないということです。配合比、混合品質、温度、脱気、金型条件、初期硬化、後硬化はすべて連動します。適切に最適化された硬化プロセスにより、硬化後の寸法変化が軽減され、より一貫したポリウレタン エラストマーの性能が得られます。