Polyuretan egenskaper, bruksområder og fordeler i industrien

polyuretan er et allsidig plastmateriale som kan tilpasses nesten uendelig. Materialet brukes i alt fra myke skum i møbler til ekstremt slitesterke komponenter i tung industri. Felles for alle variantene er at de inneholder uretangrupper i kjedestrukturen, mens øvrige kjemiske grupper og tilsetninger avgjør de endelige egenskapene. For industribedrifter som ønsker lengre levetid, mindre slitasje og bedre støydemping, er polyuretan ofte et naturlig alternativ til gummi, metall og tradisjonelle plasttyper.

Denne artikkelen forklarer hva polyuretan er, hvilke egenskaper materialet har, og hvorfor så mange virksomheter velger det i krevende miljøer som offshore, mineralutvinning, marine installasjoner og generell mekanisk industri.

Hva polyuretan er, og hvorfor materialet er så fleksibelt

Polyuretan er en gruppe polymerer som dannes ved reaksjon mellom to hovedbyggesteiner: polyoler og diisocyanater. Under produksjonen brukes ofte katalysatorer for å styre reaksjonshastigheten og sikre ønsket struktur. Vanlige diisocyanater i industrisystemer er TDI (toluendiisocyanat), MDI (difenylmetandiisocyanat) og NDI (naftalendiisocyanat).

Grunnen til at polyuretan kan tilpasses så mye, er at kjedene kan inneholde mange ulike kjemiske grupper, for eksempel ester, eter, karbamid, biuret og allofanat. I tillegg kan produsenter blande inn pigmenter, fyllstoffer, fibre og andre additiver. Hver justering gir en endring i egenskaper, som hardhet, elastisitet, friksjon, egenvekt eller kjemikaliebestandighet.

Polyuretan kan fremstilles både som ekspandert skum og som kompakt, massivt materiale. Skum brukes ofte til termisk isolasjon, støtdemping og lydisolering. Kompakte kvaliteter brukes der man trenger høy slitestyrke, bæreevne og presis formstabilitet.

Materialet er også lett å kombinere med andre materialer. Det kan støpes på stål, aluminium eller andre konstruksjoner og fungerer som et beskyttende lag eller arbeidsflate. Denne kombinasjonen av fleksibel kjemi og enkel prosess gjør at polyuretan dekker et stort spekter av behov, fra myke, fleksible detaljer til stive og nesten «metall-lignende» komponenter.

Tekniske egenskaper som gir fordeler i krevende miljøer

Polyuretan er kjent for en kombinasjon av egenskaper som er vanskelig å oppnå med andre materialer. For mange industribedrifter er det nettopp denne kombinasjonen som gjør materialet interessant.

Noen sentrale egenskaper er:

– Høy slitestyrke
Polyuretan har svært god motstand mot abrasiv slitasje. I praksis betyr det at materialet tåler gjentatt kontakt med skarpe partikler, stein, sand og andre slipende medier uten å brytes ned like raskt som gummi eller enkelte plasttyper. Dette gjør polyuretan egnet i transportører, sikter, foringer, ruller og beskyttelseselementer i mineral- og prosessindustri.

– Godt lastbærende og slagseigt materiale
Materialet har høy bæreevne og stor slagseighet. Det tåler tunge statiske laster, men også gjentatte støt og slag uten å ta varig skade. I tillegg er polyuretan motstandsdyktig mot tretthetsbrudd ved lave frekvenser, som er typisk for vibrerende utstyr og maskiner i kontinuerlig drift.

– Bredt temperaturområde og elastisitet
Mange polyuretaner er elastiske i et stort temperaturområde, ofte fra rundt -80 C til +80 C. Dette gjør dem egnet i både kalde nordlige strøk og varme prosessmiljøer. Materialet kan fungere som fjærelement, vibrasjonsdemper og støtdemper uten å sprekke eller miste formen like raskt som sprøere plasttyper.

– Støydempende egenskaper
Polyuretan er meget støydempende. Montert som buffere, bumpere, belegg eller mellomlegg kan det kraftig redusere lydnivået i konstruksjoner der metall møter metall. Dette gir bedre arbeidsmiljø, mindre vibrasjon og lavere belastning på tilstøtende komponenter.

– Kjemikalie- og miljøbestandighet
Materialet har generelt god bestandighet mot olje, mange syrer og ozon, og det tåler også radioaktiv stråling bedre enn flere andre polymere materialer. Estertype-polyuretan har ofte svært god UV-bestandighet, mens etertype gir ganske god motstand i sollys og utendørs bruk.
I tillegg har polyuretan lav permeabilitet, noe som gjør det egnet som barriere mot vanninntrenging og gassgjennomtrengning, samt til undervannsinstallasjoner under høyt trykk.

– Elektriske og overflate-tekniske muligheter
Avhengig av resept kan polyuretan gjøres elektrisk ledende eller ikke-ledende. Det kan også formuleres med justert friksjonskoeffisient, fra mer glatt til mer gripevennlig overflate. Samtidig gir gode adhesive egenskaper mulighet for varig binding til metall og andre underlag. Overflatene kan dessuten bearbeides med maskinering for høy nøyaktighet og fin finish.

Denne sammensetningen av egenskaper gjør at polyuretan ofte erstatter både metall, gummi og tradisjonell plast i krevende miljøer, spesielt der man ønsker lengre levetid, mindre vedlikehold og bedre komfort for operatører.

Skreddersøm, produktutvikling og typiske bruksområder

En av de største styrkene til polyuretan er hvor lett materialet lar seg skreddersy. Ved å justere kjemi, tilsetninger, hardhet og geometri kan leverandører utvikle produkter som treffer helt spesifikke krav i en produksjonslinje eller installasjon.

Typiske justeringsmuligheter er:

– Hardhet, fra svært myke til meget harde kvaliteter
– Egenvekt, ved hjelp av fyllstoffer og porøsitet
– Farge, med pigmenter for varig og synlig merking
– Friksjon, fra lav til høy, avhengig av om delen skal gli eller gripe
– Ledningsevne, fra isolerende til antistatisk eller ledende

I praksis brukes polyuretan blant annet til:

– Ruller, hjul og beltebelegg i transport- og materialhåndteringssystemer
– Sliteplater, belegg og foringer i siloer, skruetransportører og renneanlegg
– Vibrasjons- og støydempere i maskinfundamenter og bærekonstruksjoner
– Tetteelementer, pakninger og beskyttelsesdetaljer i marine og offshore installasjoner
– Komponenter i mineralnæringen som utsettes for kraftig abrasjon og støt

Når hele prosessen fra idé og design til støping, belegging og maskinering skjer in-house, blir det enklere å optimalisere løsningene. Leverandøren kan analysere bruksområde, belastning, miljø og krav til levetid, og deretter foreslå en kombinasjon av materiale og utforming som gir bedre totaløkonomi.

For bedrifter som vurderer å gå over til polyuretan eller ønsker å forbedre eksisterende løsninger, vil det ofte være smart å samarbeide med en aktør som både kjenner materialets sterke sider og begrensninger. Semek har lang erfaring med skreddersydde industriløsninger i polyuretan, og fungerer for mange som en rådgiver og utviklingspartner. For virksomheter som trenger slitesterke og tilpassede komponenter, kan det være nyttig å ta en nærmere titt på Semek eller domenet semek.no.