Polyuretaanitietoa

Yleistä polyuretaanista

Polyuretaani on kattokäsite laajalle polymeerien ryhmälle, johon kuuluu ominaisuuksiltaan vaihtelevia aineseoksia. Polyuretaanielastomeerit kuuluvat polyuretaanien ns. CASE-ryhmään (Coatings, Adhesives, Sealants and Elastomers), josta elastomeerit muodostavat suurimman osan. Polyuretaanielastomeerien tuotanto-osuus on noin 5 % kaikesta tuotetusta polyuretaanista.

Polyuretaanielastomeerien ominaisuudet

Polyuretaanielastomeerit ovat jaksottaisia sekapolymeerejä (block copolymer), jotka muodostuvat vuoroittaisista joustavien ketjujen segmenteistä ja hyvin polaarisista kovista segmenteistä. Polyuretaanielastomeerien Poissonin luku on 0,5 eli tilavuus säilyy muodonmuutoksessa vakiona, ja niiden keskeisiä ominaisuuksia ovat:

• Suuri lujuus
• Hyvä kulutuksenkesto
• Hyvä kaasujen, öljyjen ja aromaattisten hiilivetyjen sietokyky
• Erinomainen hapen ja otsonin sietokyky
• Erinomainen kiinnittyvyys metalleihin, etenkin rautametalleihin
• Liitoslujuus lähes aina suurempi kuin polyuretaanielastomeerien oma repimislujuus

Toisaalta polyuretaanielastomeerit voivat tietyissä tilanteissa olla alttiita mikrobien hyökkäyksille. Myös korkea lämpötila (>80°C) ja kosteus yhdessä voivat lyhentää polyuretaanin käyttöikää.Kun korkea lämpötila ja kosteus eivät ole ongelma, ovat polyuretaanielastomeerit ylivoimaisia esimerkiksi kumeihin verrattuna. Toisaalta jotkin polyuretaanilaadut kesätävät kosteutta ja korkeaa lämpötilaa paremmin kuin toiset.

Kemiallisesta näkökulmasta huomionarvoisia polyuretaanielastomeerien ominaisuuksia ovat:

• Eivät hapetu ilmassa, otsoni ei vaikuta
• Erinomaisia alifaattisia ja aromaattisia hiilivetyjä vastaan
• Erinomainen öljyjen, voiteluaineiden, eläin- ja kasvirasvojen sekä pihkan kestävyys
• Hyvä tai tyydyttävä kestävyys kloorattuja liuottimia vastaan
• Kohtalainen kestävyys laimeita ja heikosti väkeviä happoja vastaan
• Eivät yleensä kestä eettereitä, estereitä ja ketoneja
• Testattava hapettajia ja alkoholeja vastaan
• Kuumissa ja kosteissa olosuhteissa on kiinnitettävä erityistä huomiota polyuretaanilaadun valintaan

Termoplastiset polyuretaanit (kestomuovit) eroavat merkittävästi valetuista vulkanoiduista polyuretaanielastomeereistä. Termoplastiset polyuretaanit ovat ominaisuuksiltaan selvästi heikompia kuin valetut vulkanoidut uretaanielastomeerit. Myöskään valssattavien uretaanikumien ominaisuudet eivät yllä valettujen vulkanoitujen polyuretaanielastomeerien tasolle.

PU-elastomeerien raaka-aineet

Valmistuksessa käytettävät raaka-aineet voidaan jakaa neljään eri pääryhmään; isosyanaatteihin, polyoleihin, verkkouttajiin ja lisäaineisiin. Lisäksi käytetään täyteaineita. Lisäaineiden käyttöä tutkitaan jatkuvasti, sillä useilla lisäaineilla saattaa olla negatiivisia sivuvaikutuksia.

Käyttökohteita

Polyuretaanielastomeerit luokitellaan erikois-/kertamuoveihin. Kiinteitä polyuretaanielastomeereja käytetään lähinnä teknisissä osissa, jotka altistuvat suurelle staattiselle ja dynaamiselle rasitukselle. Tyypillisiä tuotteita ovat:

• Kivi-, malmi- ja hiiliseulat
• Raskaasti kuormitetut renkaat
• Kytkimien osat
• Vaimennuselementit
• Rullat