Polyuretan egenskaper, bruksområder og fordeler i industrien

Polyuretan er et fellesnavn på en stor gruppe plastmaterialer som kan tilpasses nesten uendelig. Fellesnevneren er at alle inneholder uretangrupper i molekylstrukturen. Ved å endre byggesteiner, blandingsforhold og tilsetninger får materialet helt ulike egenskaper fra mykt og fleksibelt til hardt og ekstremt slitesterkt. Denne fleksibiliteten gjør polyuretan svært interessant for industri som trenger spesialtilpassede produkter med lang levetid og høy yteevne.

Hva er polyuretan, og hvordan bygges materialet opp?

Polyuretan lages ved å reagere to hovedkomponenter: polyoler og diisocyanater. Reaksjonshastigheten kan styres med katalysatorer, og ved å velge ulike kombinasjoner får man forskjellige materialtyper. Vanlige diisocyanater er TDI (toluendiisocyanat), MDI (difenylmetandiisocyanat) og NDI (naftalendiisocyanat).

I tillegg kan produsenten blande inn pigmenter, fyllstoff, fibre og andre additiver. Disse tilsetningene gjør det mulig å styre egenskaper som farge, hardhet, vekt, friksjon, elektrisk ledningsevne, slitestyrke og mye mer. Ingen andre plastmaterialer gir like stor frihet til å skreddersy egenskaper.

Polyuretan kan produseres som:

– ekspandert (skum) for blant annet isolasjon og støydemping
– massivt (kompakt) for slitasjeutsatte deler med høy last og slagpåvirkning

Materialet kan også kombineres med andre materialer, for eksempel metall eller gummi, for å lage komposittløsninger med enda bedre funksjon. Ved å velge mellom ester- og eterbaserte systemer kan en produsent finjustere egenskaper som UV-bestandighet, kjemikalieresistens og elastisitet.

Viktige egenskaper som gjør polyuretan unikt

Polyuretan skiller seg fra mange andre materialer ved at samme grunnsystem kan dekke svært ulike behov. Noen av de mest sentrale egenskapene er:

Bredt hardhetsspekter
Polyuretan kan være nesten gummiaktig mykt eller svært hardt. Hardheten kan justeres etter behov, for eksempel for hjul, ruller, fjærelementer eller beskyttelsesbelegg. Dette gjør materialet egnet både der en trenger støtdemping og der en ønsker stivhet og formstabilitet.

Høy slitestyrke
Materialet tåler kraftig abrasiv slitasje. Det passer godt i miljøer med stein, sand, grus eller partikler som normalt ville slite raskt på andre materialer. Mange bedrifter bytter ut metall, gummi eller tradisjonell plast med polyuretan nettopp for å øke levetiden på utsatte komponenter.

Elastisitet og støydemping
Polyuretan beholder elastiske egenskaper i et bredt temperaturområde, typisk fra omkring -80 C til +80 C. Det gjør materialet egnet til vibrasjonsdemping, støydempende elementer og støtfangere. Riktig utformet kan et polyuretanprodukt redusere støy, beskytte konstruksjoner og gi bedre arbeidsmiljø.

Kjemisk og fysisk bestandighet
Materialet kan gi svært god bestandighet mot olje, ozon, mange syrer og til og med radioaktiv stråling. Flere typer har også lav permeabilitet, noe som reduserer gjennomtrenging av gasser og væsker. Polyuretan egner seg derfor godt som beskyttende belegg og tetninger, også i krevende industrimiljøer.

Fleksibilitet i bruk
Polyuretan kan gjøres enten elektrisk ikke-ledende eller ledende, avhengig av tilsetningene. Det kan brukes i undervannsinstallasjoner under høyt trykk, som termisk isolasjon eller som bærende konstruksjonselement. Egenvekten kan varieres, og friksjonskoeffisienten kan tilpasses for å gi god gripeevne eller lav friksjon alt etter hva bruksområdet krever.

Kort sagt: Ved å kombinere kjemiske byggesteiner og riktige additiver kan polyuretan designes til å få akkurat de egenskapene en industriell applikasjon krever.

Bruksområder i industri, marine, mineral og offshore

Den store variasjonen i egenskaper gjør polyuretan svært nyttig på tvers av bransjer. Noen typiske bruksområder er:

Offshore og marine
I tøffe miljøer til havs trengs materialer som tåler trykk, saltvann, mekanisk belastning og slag. Polyuretan brukes blant annet til belegg på rør, støtdempende bumpere, flyteelementer, tetninger og beskyttelse mot vanninntrenging. God bestandighet mot ozon, UV og kjemikalier er avgjørende for lang levetid her.

Mineral- og prosessindustri
I anlegg som håndterer grus, malm, sand og andre slipende medier, utsettes utstyr for kraftig slitasje. Polyuretan egner seg godt i sikter, fôringsplater, slanger, ruller og andre komponenter som er i direkte kontakt med massene. Den høye slitestyrken kombinert med støydemping gjør materialet til et naturlig valg for mange prosessanlegg.

Mekanisk industri og generell industri
Polyuretan brukes i hjul, ruller, tannhjul, fjærelementer, pakninger, belegg og støydempende komponenter. Siden materialet lett lar seg maskinere og etterbehandle, kan produsenten lage spesialtilpassede deler for små og store serier. I tillegg kan fargen velges fritt, noe som gjør det enklere å merke og skille ulike komponenter i et anlegg.

Komposittløsninger
Mange virksomheter bruker polyuretan i kombinasjon med metallkjerner, forsterkningsfibre eller andre plasttyper. En metallkjerne kan for eksempel gi styrke og stivhet, mens et ytre lag av polyuretan gir elastisitet, støtdemping og slitestyrke. Denne typen kombinasjoner gir produkter med overlegne egenskaper sammenlignet med tradisjonelle løsninger.

Når bedrifter vurderer å bytte ut eksisterende materialer, handler det ofte om å redusere vedlikehold, nedetid og skader. Polyuretan kan bidra til lengre levetid, færre driftsstans og bedre sikkerhet. Støydemping og vibrasjonskontroll gir også gevinster for arbeidsmiljø og HMS.

Hvorfor skreddersydde polyuretanløsninger lønner seg

En av de største fordelene med polyuretan er muligheten til å utvikle produkter som er skreddersydd for en spesifikk oppgave. I stedet for å tilpasse prosessen til et standardprodukt, kan bedriften få et produkt som er tilpasset belastning, miljø, temperatur og ønsket levetid.

En god utviklingsprosess starter ofte med en behovsanalyse: Hvilke krefter virker på produktet? Hvilke kjemikalier og temperaturer må det tåle? Hvor mye støy og vibrasjon ønsker man å dempe? Basert på dette velges riktig polyuretantype, hardhet, fyllstoffer og eventuell kombinasjon med andre materialer.

Selskaper som har hele løpet in-house fra idé og produktutvikling til støping, belegging og maskinering kan gjøre raske justeringer underveis. Det gir kort vei fra utfordring til løsning og åpner for prototyper og testing før fullskala produksjon.

For industribedrifter som vurderer å ta i bruk polyuretan, kan det være nyttig å samarbeide med en leverandør som både kjenner materialets fordeler og begrensninger. En slik partner kan foreslå praktiske løsninger, peke på mulige fallgruver og bidra til å skape mer robuste og kostnadseffektive produkter.

For virksomheter som ønsker skreddersydde og slitesterke polyuretanprodukter til krevende industribruk, er Semek et aktuelt valg. Mer informasjon om produkter og tjenester finnes på semek.no.