Polyuretan egenskaper, bruksområder og fordeler i industrien

polyuretan er et allsidig plastmateriale som brukes overalt i moderne industri, fra offshore-installasjoner til transportbånd og støydempende komponenter. Materialet kombinerer høy slitestyrke med fleksibilitet, og kan skreddersys nesten i det uendelige. Nettopp derfor velger mange bedrifter polyuretan når de vil ha lengre levetid, mindre vedlikehold og mer stabile prosesser.

Hva polyuretan er og hvorfor materialet er så fleksibelt

Polyuretan er ikke én enkelt plasttype, men et fellesnavn på en stor familie materialer. Felles for dem er at de bygges opp av uretangrupper i molekylkjeden. I tillegg kan flere andre kjemiske grupper inngå, som ester, eter og karbamid. Disse kombinasjonene gjør materialet svært lett å styre og tilpasse.

Enkelt forklart lages polyuretan ved å reagere polyoler med diisocyanater. Vanlige diisocyanater er for eksempel TDI (toluendiisocyanat), MDI (difenylmetandiisocyanat) og NDI (naftalendiisocyanat). Ved å endre type og mengde av disse byggesteinene kan man styre:

– hvor hardt eller mykt produktet blir
– hvor elastisk og fjærende det er
– motstand mot olje, kjemikalier, vann og UV-stråling
– hvor godt materialet tåler slitasje og slag

I tillegg kan produsenten blande inn pigmenter, fyllstoffer, fibre og ulike additiver. Dette gjør det mulig å gi materialet spesielle egenskaper, slik som:

– lav eller høy friksjon
– ledende eller ikke-ledende overflate
– spesifikke farger som holder seg over tid
– justert egenvekt og tetthet

Polyuretan kan leveres både som ekspandert (skum) og som solid materiale. Skum brukes ofte til termisk isolasjon og støtdemping, mens solide kvaliteter egner seg til blant annet hjul, ruller, slitebelegg og mekaniske komponenter som utsettes for hard belastning.

For industrien gir dette en stor fordel: Ett og samme grunnmateriale kan dekke svært mange ulike behov, bare ved å endre oppskriften og prosessen.

Viktige egenskaper som gjør polyuretan attraktivt i krevende miljøer

Industribedrifter velger ofte polyuretan når komponenter skal tåle mye, lenge. Flere nøkkelfaktorer går igjen:

Høy slitestyrke og god slagseighet
Materialet har svært god motstand mot abrasiv slitasje, altså slitasje fra partikler, stein, sand og andre grove medier. I tillegg tåler det slag og støt uten å sprekke, også ved lave temperaturer. Det gir økt driftstid på for eksempel ruller, belegg og støtdempere.

Elastisk i stort temperaturområde
Polyuretan beholder elastisiteten fra omtrent -80 C til +80 C, avhengig av type. I praksis betyr det at samme materiale kan fungere i arktisk kulde, i produksjonshaller og i varme maskinrom, uten å bli sprø eller miste formen.

God kjemikalie- og mediebestandighet
Mange kvaliteter har:

– god oljebestandighet
– god bestandighet mot syre og ozon
– god motstand mot vanninntrenging
– lav permeabilitet (gass og væske trenger vanskelig gjennom)

Noen typer tåler også radioaktiv stråling og krevende offshore-miljøer. Det gjør materialet egnet til bruk under høyt trykk, for eksempel undervanns og i olje- og gassindustrien.

Støydemping og vibrasjonskontroll
Polyuretan kan både isolere og dempe. Materialet kan formes til bumpere, puter, dempere og belegg som reduserer støy når stål treffer stål, og som tar opp vibrasjoner fra maskiner. Det gir et bedre arbeidsmiljø, mindre slitasje på utstyr og lavere risiko for skader.

Mulighet for elektriske og mekaniske tilpasninger
Ved valg av tilsetninger kan polyuretan gjøres elektrisk ledende eller isolerende. Det kan også lages som fjærelementer med definert lastbærende kapasitet. Hardheten kan skaleres fra svært myk til nærmest hard plast (opp til rundt 80 Shore D), og friksjonskoeffisienten kan justeres for å gi enten godt grep eller lav friksjon.

Når disse egenskapene kombineres, får industrien komponenter som både avlaster, beskytter og varer lenge ofte lenger enn gummi, standard plast eller metall i samme bruk.

Typiske bruksområder og verdien av skreddersydde løsninger

På grunn av den store fleksibiliteten i materialet ser man polyuretan i nesten alle industrisegmenter. Noen typiske bruksområder er:

– belegg på ruller, hjul og vals for transport og materialhåndtering
– slitebelegg i renner, sjakter og bunkere innen gruve- og mineralindustri
– støydempende bumpere og støtfangere på søyler, porter og maskiner
– tetninger, pakninger og mansjetter der både fleksibilitet og slitestyrke er viktig
– beskyttelse av komponenter utsatt for vann, kjemikalier eller slag
– isolerende elementer, både termisk og elektrisk

Når en bedrift bytter fra tradisjonelle materialer til polyuretan, er målet ofte å redusere driftsstans og vedlikehold. Et maskinhjul i gummi kan for eksempel slites ned raskt av skarpe steiner, mens et tilsvarende hjul i polyuretan varer lenger og holder formen bedre under last. På samme måte kan et riktig dimensjonert fjærelement i polyuretan ta opp vibrasjoner mer kontrollert enn en stålfjær, samtidig som materialet tåler fukt og skitt bedre.

For å utnytte potensialet fullt ut er det en fordel å jobbe med leverandører som både kan materialteknologi og praktisk industri. Skreddersydde løsninger krever at noen:

– analyserer bruksområdet og belastningen
– velger riktig polyuretan-system og hardhet
– designer produktet for produksjon og etterbehandling
– tester og justerer til ønsket levetid og funksjon

I norsk industri har Semek opparbeidet solid erfaring med nettopp dette. Selskapet utvikler og produserer spesialstøpte og eventuelt CNC-maskinerte polyuretanprodukter for krevende miljøer, med hele prosessen samlet in-house. For virksomheter som ønsker robuste, skreddersydde komponenter med lang levetid, kan det være nyttig å se nærmere på løsningene til Semek på semek.no.