Lastre di poliuretanoe le aste sono ampiamente utilizzate nelle applicazioni industriali per la loro elevata resistenza all'usura, elasticità, resistenza agli urti e resistenza meccanica. Tuttavia, all'interno dei prodotti in poliuretano colato a volte possono essere presenti bolle d'aria o piccoli vuoti. Comprendere il motivo per cui si formano queste bolle e come possono essere ridotte è importante per migliorare la qualità del prodotto, soprattutto quando le lastre e le barre di poliuretano vengono utilizzate per applicazioni meccaniche impegnative.
Il motivo principale è legato al processo di colata utilizzato per fabbricare molti prodotti in poliuretano. A differenza del poliuretano termoplastico, che viene comunemente lavorato mediante riscaldamento e stampaggio, gli elastomeri poliuretanici fusi vengono prodotti miscelando componenti liquidi e quindi versando il materiale in uno stampo. Durante la miscelazione, il versamento e lo stampaggio, una certa quantità di aria può rimanere intrappolata nel materiale liquido. Le reazioni chimiche durante la polimerizzazione possono anche influenzare la formazione e il movimento di piccole bolle.
Diversi fattori possono contribuire all’intrappolamento dell’aria. La velocità di miscelazione, la temperatura del materiale, la viscosità, il design dello stampo e le condizioni delle materie prime possono influenzare il risultato finale. Se il materiale è altamente viscoso, l'aria intrappolata potrebbe avere difficoltà a fuoriuscire prima che il poliuretano inizi a indurire. Anche l'umidità può essere un fattore importante nella lavorazione del poliuretano perché gli isocianati possono reagire con l'acqua e generare anidride carbonica. Per questo motivo è importante controllare l’umidità nelle materie prime, negli stampi, nelle attrezzature e nell’ambiente di produzione.
Per le lastre e le barre di poliuretano, il controllo delle bolle interne è particolarmente importante perché questi prodotti vengono spesso trasformati in componenti finiti. Vuoti grandi o concentrati possono influenzare la resistenza meccanica, la stabilità dimensionale e l'aspetto della superficie lavorata. Nelle applicazioni che comportano carico continuo, impatto o usura, anche i difetti interni possono influenzare la durata del componente finale.
Per ridurre l'intrappolamento dell'aria, i produttori possono migliorare il processo di colata attraverso un migliore controllo delle condizioni di miscelazione, colata e indurimento. Un approccio consiste nell'utilizzare apparecchiature di colata centrifuga per applicazioni adatte di lastre di poliuretano. Durante lo stampaggio centrifugo, lo stampo ruota ad alta velocità dopo l'introduzione del materiale poliuretanico. La forza centrifuga aiuta a spostare il materiale liquido verso la parete dello stampo e può favorire la fuoriuscita di una parte significativa dell'aria intrappolata dal materiale.
Questo metodo può essere particolarmente utile quando si producono lastre di poliuretano con spessore relativamente uniforme ed elevati requisiti di qualità superficiale. Tuttavia, la colata centrifuga non è adatta a ogni geometria del prodotto, quindi il metodo di produzione deve essere selezionato in base alle dimensioni, alla forma e alla formulazione del componente poliuretanico.
Se necessario, è possibile utilizzare anche un trattamento termico aggiuntivo. Un breve processo di riscaldamento o polimerizzazione post-indurente controllato può aiutare a rimuovere o ridurre alcune piccole bolle rimanenti e migliorare le condizioni generali del materiale. La temperatura e il tempo di trattamento devono essere attentamente controllati perché un riscaldamento eccessivo può influenzare le proprietà meccaniche o la stabilità dimensionale del poliuretano.
In pratica, eliminare completamente ogni microscopico vuoto da un prodotto in poliuretano colato può essere difficile e il livello accettabile dipende dall'applicazione prevista. Per i componenti critici, i parametri di produzione e gli standard di ispezione dovrebbero quindi essere definiti in base alle effettive esigenze operative.