Suora vastaus: Kuinka uretaania valmistetaan
Uretaani, jota kutsutaan tarkemmin polyuretaaniksi, kun se on polymeerimuodossa, valmistetaan kemiallisessa reaktiossa polyoli (alkoholi, jossa on useita reaktiivisia hydroksyyliryhmiä) ja an isosyanaatti (yhdiste, joka sisältää yhden tai useamman -NCO-ryhmän) . Kun nämä kaksi komponenttia yhdistyvät, ne muodostavat uretaanisidoksen (–NH–COO–), joka on materiaalin määräävä kemiallinen sidos. Tämä reaktio ei vaadi vettä tai liuotinta, sitä voidaan katalysoida amiineilla tai organometallisilla yhdisteillä ja se etenee nopeasti huoneenlämpötilassa tai miedolla lämmöllä. Tuloksena oleva materiaali voi olla jäykkää vaahtoa, joustavaa vaahtoa, elastomeeriä, pinnoitetta, liimaa tai kuitua riippuen täysin lähtöaineiden molekyylipainosta, toiminnallisuudesta ja suhteesta.
Tämän perustavanlaatuisen kemian kuvaili ensimmäisen kerran Otto Bayer ja hänen tiiminsä IG Farbenissa Saksassa vuonna 1937. 1950-luvulla kaupallinen tuotanto oli alkanut Yhdysvalloissa ja Euroopassa. Nykyään globaali polyuretaanituotanto ylittää 25 miljoonaa tonnia vuodessa , mikä tekee siitä yhden monipuolisimmista ja laajimmin tuotetuista polymeeriperheistä.
Ydinkemiallinen reaktio selitetty
Uretaanin muodostusreaktio on polyadditioreaktio. Toisin kuin kondensaatiopolymerointi, se ei vapauta sivutuotteita. Polyolin hydroksyyliryhmä (–OH) hyökkää isosyanaattiryhmän (–N=C=O) elektrofiilistä hiiltä muodostaen uretaanisidoksen (karbamaatti). Yksinkertaistettu reaktio on:
R–NCO HO–R' → R–NH–COO–R'
Teollisessa käytännössä tämä on harvoin yksivaiheinen tapahtuma. Formulaattorit valvovat huolellisesti isosyanaattiindeksi — isosyanaattiryhmien suhde hydroksyyliryhmiin ilmaistuna prosentteina. Indeksi 100 tarkoittaa stoikiometristä suhdetta 1:1. Jäykät vaahtomuovit käyttävät usein indeksiä 110–120 varmistaakseen täydellisen reaktion ja saavuttaakseen korkeamman silloittumistiheyden, kun taas joustavat vaahtokoostumukset pyrkivät tyypillisesti indeksiin, joka on lähempänä 100–105.
Sivureaktiot, jotka muuttavat ominaisuuksia
Useita tärkeitä sivureaktioita tapahtuu myös uretaanin muodostumisen aikana, joista jokainen muuttaa lopputuotteen ominaisuuksia:
- Isosyanaattivesi → karbamiinihappo → amiini CO₂ (tämä reaktio käynnistetään tarkoituksella kaasukuplien muodostumiseksi vaahtojärjestelmissä)
- Isosyanaattiamiini → ureasidos (lisää jäykkyyttä ja lämmönkestävyyttä)
- Isosyanaattiuretaani → allofanaattisidos (muodostuu korotetuissa lämpötiloissa, lisää silloittumista)
- Isosyanaatti isosyanaatti → isosyanuraattirengas (trimerointi, muodostaa erittäin tulenkestäviä jäykkiä vaahtoja)
Kutakin näistä reaktioista voidaan edistää tai tukahduttaa säätämällä katalyytin valintaa, lämpötilaa ja kosteuspitoisuutta prosessoinnin aikana. Formulaattorit käsittelevät tätä kemiaa työkalusarjana, eivät yhtenä kiinteänä prosessina.
Raaka-aine yksi: isosyanaatit ja niiden teolliset lähteet
Isosyanaattikomponentti on kemiallisesti reaktiivisin kahdesta pääainesosasta. Kaksi isosyanaattiyhdistettä hallitsee maailmanlaajuista uretaanin tuotantoa:
| Isosyanaatti | Koko nimi | Ensisijainen käyttö | Markkinaosuus |
|---|---|---|---|
| MDI | Metyleenidifenyylidi-isosyanaatti | Jäykät vaahdot, rakennepaneelit, liimat | ~60 % isosyanaattitilavuudesta |
| TDI | Tolueenidi-isosyanaatti | Joustava vaahtomuovi, patjat, istuimet | ~34 % isosyanaattitilavuudesta |
| HDI / IPDI | Alifaattiset isosyanaatit | Pinnoitteet, autojen pintamaalit, UV-kestävät järjestelmät | ~6 % isosyanaattitilavuudesta |
MDI:tä valmistetaan aniliinista ja formaldehydistä kondensaatioreaktion kautta MDA:ksi (metyleenidianiliiniksi), joka sitten saatetaan reagoimaan fosgeenin (COCl2) kanssa MDI:ksi. TDI seuraa samanlaista fosgeenireittiä alkaen tolueenidiamiinista. Fosgeenireitti on teollisesti hallitseva fosgeenin äärimmäisestä myrkyllisyydestä huolimatta, koska yhtä tehokasta vaihtoehtoa ei ole kaupallistettu mittakaavassa. BASF, Covestro, Huntsman ja Wanhua Chemical ovat maailman suurimpia isosyanaatin tuottajia.
Aromaattiset isosyanaatit, kuten MDI ja TDI, ovat kustannustehokkaita ja erittäin reaktiivisia, mutta keltaisia altistuessaan UV-valolle. Alifaattiset isosyanaatit, kuten HDI (heksametyleenidi-isosyanaatti) ja IPDI (isoforonidi-isosyanaatti), ovat kalliimpia, mutta ne tarjoavat värin vakautta, mikä tekee niistä standardin autojen kirkasmaaleille ja ulkoarkkitehtonisille pinnoitteille, joiden ulkonäköä on säilytettävä vuosikymmeniä.
Raaka-aine kaksi: polyolit ja Polyamidin lähde Yhteys
Polyolit ovat uretaaniyhtälön toinen puolisko. Ne määräävät pehmeyden, joustavuuden, kemiallisen kestävyyden ja lämpökäyttäytymisen enemmän kuin lähes mikään muu formulaatiomuuttuja. Kaupallisesti käytettyjä polyoleja on kaksi pääperhettä:
Polyeetteripolyolit
Polyeetteripolyoleja valmistetaan propyleenioksidin (PO) tai etyleenioksidin (EO) renkaan avauspolymeroinnilla, joka aloitetaan aloitusyhdisteellä, kuten glyseroli, sorbitoli tai sakkaroosi. Ne vastaavat karkeasti 75 % kaikista maailmanlaajuisesti käytetyistä polyoleista uretaanin tuotannossa. Ne ovat hydrolyyttisesti stabiileja, edullisia ja helppoja käsitellä. Joustavat vaahdot huonekaluihin, vuodevaatteisiin ja autojen istuimiin perustuvat valtaosin polyeetteripolyoleihin.
Polyesteripolyolit
Polyesteripolyoleja valmistetaan kondensaatiopolymeroimalla dihappoja (kuten adipiinihappoa) diolien (kuten etyleeniglykolin tai butaanidiolin) kanssa. Ne tuottavat uretaaneja, joilla on ylivoimainen mekaaninen lujuus, kulutuskestävyys ja liuottimien kestävyys verrattuna polyeetteripohjaisiin järjestelmiin. Kenkien pohjat, kuljetinhihnat ja korkean suorituskyvyn pinnoitteet määrittelevät usein polyesteripohjaiset uretaanijärjestelmät juuri näistä syistä. Polyesteripolyolit ovat kuitenkin herkkiä hydrolyysille kosteissa ympäristöissä, mikä rajoittaa niiden käyttöä ulkosovelluksissa ilman stabilointiaineita.
Polyamidilähde esiaste- ja vertailumateriaalina
Polyamidilähteen ymmärtäminen on tärkeää, koska polyamidilla ja polyuretaanilla on päällekkäinen raaka-ainealkuperä ja niitä verrataan usein suunnittelu- ja tekstiilisovelluksissa. Polyamidilähde – tyypillisesti kaprolaktaami (Nylon 6:lle) tai adipiinihappo yhdistettynä heksametyleenidiamiiniin (Nylon 6,6) – tuottaa materiaalia, jossa on amidisidoksia (–CO–NH–) uretaanisidosten sijaan. Erotuksella on merkitystä, koska:
- Biopohjaisesta polyamidilähteestä (kuten risiiniöljystä johdettu sebasiinihappo Nylon 6,10:lle) valmistetut polyamidit tarjoavat kestävyyden tunnusluvut, jotka ovat verrattavissa vihreissä polyuretaanijärjestelmissä käytettyihin biopolyoleihin.
- Adipiinihappo on samanaikaisesti tärkeä polyamidin lähdekomponentti (käytetään Nylon 6,6:n tuotannossa) ja tärkein ainesosa uretaanijärjestelmien polyesteripolyoleissa – mikä tarkoittaa, että näillä kahdella polymeeriteollisuudella on samat alkupään kemikaalien toimitusketjut.
- Kuitusovelluksissa polyamidia (nailon) ja polyuretaania (spandex/lycra) sekoitetaan usein - polyuretaanin kanssa, joka tarjoaa venymistä ja palautumista, kun taas polyamidilähdekomponentti edistää kulutuskestävyyttä ja mittapysyvyyttä.
- Joissakin reaktiivisissa järjestelmissä käytetään amiinipäätteisiä polyamidioligomeerejä – tehokkaasti pienimolekyylipainoisia polyamidilähteitä – ketjunjatkajina tai silloittimina uretaanivalmisteissa, mikä lisää kovan segmentin luonnetta ja parantaa lämmönkestävyyttä.
Tämä polyamidin lähteen toimitusketjun ja uretaanin raaka-aineen toimitusketjun päällekkäisyys tarkoittaa, että adipiinihapon tai kaprolaktaamin hintavaihtelut vaikuttavat molempiin toimialoihin samanaikaisesti. Vuosina 2021–2022 globaalit toimitusketjun häiriöt aiheuttivat adipiinihapon hintojen nousun yli 40 %, mikä vaikutti sekä nailoninvalmistajiin että polyesteripolyolien tuottajiin uretaanisovelluksiin.
Katalyytit: kemialliset kiihdyttimet uretaanituotannon takana
Ilman katalyyttejä polyolin ja isosyanaatin välinen reaktio etenee aivan liian hitaasti teolliseen käsittelyyn. Käytetään kahta suurta katalyyttiluokkaa:
Tertiääriset amiinikatalyytit
Tertiäärisiä amiineja, kuten DABCO (1,4-diatsabisyklo[2.2.2]oktaani) ja DMEA:ta (dimetyylietanoliamiini), käytetään laajalti edistämään uretaanin muodostusreaktiota ja puhallusreaktiota (isosyanaattivesi → CO2) vaahtojärjestelmissä. Tyypillisesti käytetään amiinikatalyyttejä 0,1–2,0 osaa per sata polyolia (pphp) . Reaktiivisia amiinikatalyyttejä, jotka kemiallisesti sisällytetään polymeerirunkoon, suositaan yhä enemmän, koska ne vähentävät valmiiden vaahtotuotteiden haihtuvien orgaanisten yhdisteiden (VOC) päästöjä – autojen sisätilojen sääntelyn prioriteetti.
Organometalliset katalyytit
Orgaaniset tinayhdisteet, erityisesti dibutyylitinadilauraatti (DBTDL) ja tinaoktoaatti (SnOct), ovat tehokkaita hyytelöimiskatalyyttejä, jotka edistävät erityisesti uretaanisidoksen muodostumista. DBTDL on tehokas niinkin pieninä pitoisuuksina kuin 0,01–0,05 pphp . Tinapohjaisiin katalyytteihin kohdistuu kuitenkin sääntelypaineita Euroopan unionissa REACH-rajoitusten vuoksi myrkyllisyysongelmien vuoksi. Tämä edistää vismutti- ja sinkkipohjaisten vaihtoehtojen käyttöönottoa, jotka tarjoavat vertailukelpoista aktiivisuutta huomattavasti alhaisemmilla myrkyllisyysprofiileilla.
Amiinin ja organometallisen katalyytin välisen suhteen tasapainottaminen antaa formuloijille tarkan hallinnan minkä tahansa tietyn uretaanijärjestelmän voideajan (alkuviskositeetin nousu), geeliytymisajan (kun järjestelmä menettää virtauksen) ja tahrattomuusajan (pintakovettuminen). Yksittäisen katalyytin vaihtaminen jopa 0,05 pphp voi muuttaa geeliytymisaikaa 15–30 sekuntia reaktiivisessa ruiskuvaluprosessissa.
Lisäaineet, jotka muuttavat lopullista uretaanirakennetta
Kahden ensisijaisen reagenssin ja katalyytin lisäksi tyypillinen uretaanikoostumus sisältää useita lisäkomponentteja, joista jokainen palvelee tiettyä tarkoitusta:
- Puhallusaineet: Fysikaaliset vaahdotusaineet (HFC, HFO, pentaani) tai kemialliset vaahdotusaineet (vesi reagoi isosyanaatin kanssa) muodostavat solurakenteen vaahtojärjestelmissä. Vesi on yleisin kemiallinen vaahdotusaine; jokainen gramma vettä tuottaa teoreettisesti noin 95 ml CO2:ta standardiolosuhteissa.
- Pinta-aktiiviset aineet: Silikonipohjaiset pinta-aktiiviset aineet säätelevät solukokoa ja soluikkunan vakautta vaahdon nousun aikana. Ilman pinta-aktiivista ainetta vaahtosolut romahtavat ennen polymeerin geeliytymistä. Pinta-aktiivisen aineen pitoisuus on tyypillisesti 1-2 pphp.
- Ketjun jatkajat: Lyhytketjuiset diolit (kuten 1,4-butaanidioli) tai diamiinit (kuten MOCA) reagoivat isosyanaatin kanssa muodostaen kovia segmenttejä termoplastisissa polyuretaanijärjestelmissä (TPU) nostaen kovuutta ja moduulia.
- Silloittimet: Triolit tai triamiinit lisäävät verkon silloitustiheyttä, nostaen lasittumislämpötilaa ja kemikaalien kestävyyttä.
- Palonestoaineet: Reaktiivisia fosforia sisältäviä polyoleja tai lisäainehalogenoituja yhdisteitä käytetään, kun palostandardit on täytettävä – esimerkiksi rakennuksen eristyksen on täytettävä EN 13501 tai ASTM E84 vaatimukset.
- Täyteaineet ja vahvistukset: Kalsiumkarbonaattia, lasikuituja ja hiilimustaa voidaan sisällyttää uretaanijärjestelmiin jäykkyyden parantamiseksi, kustannusten alentamiseksi tai sähkönjohtavuuden parantamiseksi.
Teolliset prosessointimenetelmät uretaanituotteiden valmistukseen
Uretaanin muodostumisen kemia on vain yksi osa valmistustarinaa. Käsittelymenetelmä määrittää lopputuotteen geometrian, tiheyden, pinnan laadun ja mittatarkkuuden. Eri tuoteryhmille sopivat erilaiset menetelmät:
Slabstock Foam -tuotanto
Slabstock on hallitseva prosessi joustavassa polyuretaanivaahdossa. Nestekomponentit annostellaan korkeapaineannostelulaitteella liikkuvalle kuljetushihnalle. Vaahto nousee vapaasti korkeuksiin 1,0-1,4 metriä noin 30–50 metrin matkalla, sitten leikataan lohkoiksi. Nämä lohkot valmistetaan sitten tyynyiksi, patjoiksi, matoiksi ja pakkauksiksi. Yksi laattalinja voi tuottaa 1 500–3 000 kg vaahtoa tunnissa.
Reaction Injection Molding (RIM)
RIM:ssä kaksi nestevirtaa – isosyanaatti ja polyoliseos – sekoitetaan suuressa paineessa (tyypillisesti 150–200 bar) pienessä sekoituspäässä ja ruiskutetaan suljettuun muottiin. Reaktio päättyy muotin sisällä, jolloin muodostuu tiheä, mittatarkka osa. RIM:iä käytetään autojen puskurien kehyksiin, kojepaneeleihin ja rakenteellisiin koripaneeleihin. Vahvistettu RIM (RRIM) lisää hienonnettuja lasikuituja tai mineraalitäyteaineita polyolivirtaan jäykkyyden lisäämiseksi.
Ruiskutus uretaanilla
Suihkutettava polyuretaanivaahto (SPF) levitetään kaksikomponenttisella ruiskupistoolilla, joka sekoittaa A-puolen (isosyanaatti) ja B-puolen (polyoliseos) suuttimen kärjessä. Seos kiinnittyy alustaan ja laajenee paikoilleen. SPF on ensisijainen eristysmenetelmä, jota käytetään Pohjois-Amerikan kaupallisissa katto- ja asuinrakennusten seinän onteloissa. Umpisoluinen SPF saavuttaa R-arvot noin R-6 - R-7 tuumaa kohden — suunnilleen kaksinkertainen lämpövastus verrattuna avokennoiseen SPF:ään.
Valu ja ruukku
Nestemäiset uretaanijärjestelmät voidaan valaa avoimiin muotteihin tai kaataa elektroniikkakokoonpanojen ympärille dielektrisen eristyksen ja tärinäsuojauksen aikaansaamiseksi. Valettuja uretaanielastomeereja käytetään teollisuuspyörissä, rullissa, tiivisteissä ja silkkipainolastissa. Shore A -kovuus voidaan formuloida missä tahansa välillä 20 (erittäin pehmeä) 90 (lähes jäykkä), mikä antaa suunnittelijoille valtavan liikkumavaran verrattuna kumisiin tai termoplastisiin vaihtoehtoihin.
Termoplastinen polyuretaani (TPU) ekstruusio ja ruiskupuristus
TPU syntetisoidaan pelleteiksi reaktiivisella ekstruusioprosessilla ja prosessoidaan sitten tavanomaisilla termoplastisilla laitteilla. TPU koostuu vuorotellen kovista segmenteistä (isosyanaatista ja ketjunjatkajasta) ja pehmeistä segmenteistä (polyolista). Tämä segmentoitu lohkokopolymeeriarkkitehtuuri antaa TPU:lle ominaisen yhdistelmän joustavuutta ja sitkeyttä. TPU:ta löytyy puhelinkuorista, letkuista ja putkista, urheiluvaatteiden kalvolaminaateista ja lääketieteellisten laitteiden komponenteista. Sen kierrätettävyys on merkittävä etu lämpökovettuviin uretaanijärjestelmiin verrattuna.
Biopohjaiset ja kestävät reitit uretaanin tuotantoon
Perinteinen uretaanikemia on täysin riippuvainen petrokemian raaka-aineista. Tuotemerkkien omistajien ja sääntelyviranomaisten aiheuttaman kestävän kehityksen paineen myötä ala on kehittänyt useita vaihtoehtoisia lähestymistapoja:
- Biopohjaiset polyolit: Soijasta, risiiniöljystä, palmuöljystä tai rypsiöljystä johdettuja polyoleja on kaupallisesti saatavilla ja ne voivat korvata osan maaöljypohjaisista polyeetteri- tai polyesteripolyoleista. Risiiniöljy on ainutlaatuinen siinä mielessä, että se on luonnostaan polyoli (se sisältää hydroksyyliryhmiä risinolihaposta) ja sitä voidaan käyttää suoraan tai kemiallisesti modifioituna. Biopohjainen sisältö 10–40 % on saavutettavissa kaupallisissa joustavissa vaahtokoostumuksissa mekaanisesta suorituskyvystä tinkimättä.
- CO₂-pohjaiset polyolit: Covestron Cardyon-teknologia käyttää teollisista prosesseista kerättyä CO₂:ta komonomeerinä polyeetteripolyolisynteesissä propyleenioksidin ohella. Jopa 20 % polyolin painosta voi olla peräisin CO₂:sta, mikä vähentää riippuvuutta fossiilipohjaisesta propyleenioksidista.
- Ei-isosyanaattiset polyuretaanit (NIPU:t): Syklokarbonaatti-amiinikemian tutkimus tarjoaa reitin uretaanin kaltaisiin sidoksiin ilman isosyanaatteja tai fosgeenia. NIPUt eliminoivat vaarallisimmat raaka-aineet tuotantoprosessista ja niitä käytetään aktiivisesti pinnoitteissa ja liimasovelluksissa.
- Kierrätetyt polyolit: Polyuretaanijätteen kemiallinen kierrätys glykolyysin, hydrolyysin tai asidolyysin avulla ottaa talteen polyolifraktioita, jotka voidaan lisätä uusiin formulaatioihin. Useat suuret patjojen ja autojen vaahtomuovikierrätysyritykset käyttävät nyt kaupallisia glykolyysiyksiköitä.
On syytä huomata, että biopohjaiset polyamidilähteet – kuten Nylon 6,10:ssä käytetystä risiiniöljystä saatu sebasiinihappo – ovat samansuuntaisia tämän suuntauksen kanssa. Samat maatalouden toimitusketjut, jotka mahdollistavat biopohjaiset uretaanipolyolit, toimivat myös polyamidilähteenä kestäville nailonlaaduille. Tämä konvergenssi viittaa siihen, että biopohjainen kemia hämärtää yhä enemmän polyuretaani- ja polyamidimateriaaliperheiden välistä rajaa, erityisesti kuitu- ja kalvosovelluksissa.
Uretaani vs. polyamidi: Suorituskyvyn vertailu keskeisten ominaisuuksien välillä
Koska polyamidilähde ja uretaanin esiasteet ovat usein peräisin samasta kemikaalien toimitusketjusta, nämä kaksi materiaalia ovat suoria kilpailijoita monissa suunnittelu- ja tekstiilisovelluksissa. Seuraava vertailu selventää, missä kukin on erinomainen:
| Omaisuus | uretaani (PU) | Polyamidi (PA / Nylon) |
|---|---|---|
| Elastisuus / venymä | Erinomainen (jopa 800 % TPU:lle) | kohtalainen (20–300 %) |
| Kulutuskestävyys | Erittäin korkea (erityisesti polyesteri PU) | Erittäin korkea |
| Jatkuva käyttölämpötila | Jopa ~120°C (lämpökoveutuva), 100°C (TPU) | Jopa 150–180 °C (PA66) |
| Kosteuden imeytyminen | Matala (polyeetteri) - kohtalainen (polyesteri) | Kohtalainen tai korkea (1–9 %) |
| Kemiallinen kestävyys | hyvä (polyeetteri); kohtalainen (polyesteri) | Hyvästä erinomaiseen |
| Prosessoitavuus | Vaahto, valu, spray, TPU-ekstruusio | Ruiskupuristus, ekstruusio, kuidun kehruu |
| Raaka-ainekustannukset | Kohtalainen | Kohtalainen to high |
Tiedot osoittavat, että uretaani voittaa selvästi joustavuuden ja joustavuuden matalassa lämpötilassa, kun taas polyamidi (riippuen polyamidin lähteestä) on erinomainen korkeiden lämpötilojen rakennesovelluksissa. Tästä syystä tekstiilisovelluksissa Activewear-kankaissa yhdistetään usein spandexia (segmentoitu polyuretaani) nailonin (polyamidin) kanssa suhteessa 15–20 painoprosenttia uretaania 80–85 painoprosenttiin polyamidiin.
Laadunvalvonta ja testaus uretaanin valmistuksessa
Tasaisen uretaanin tuottaminen vaatii tiukkaa laadunhallintaa kaikissa vaiheissa. Tärkeimmät saapuvan materiaalin testit sisältävät:
- Hydroksyyliluku (OH-luku): Mitattuna mg KOH/g, tämä määrittää, kuinka monta reaktiivista kohtaa polyolissa on käytettävissä. Poikkeama ±2 mg KOH/g voi muuttaa vaahdon kovuutta ja kovettumisaikaa mitattavasti.
- NCO sisältö: Isosyanaattiryhmien painoprosentti isosyanaattikomponentissa. MDI:lle tämä on tyypillisesti 30–33 % NCO. Kosteuskontaminaatio isosyanaattitynnyreissä vähentää todellista NCO-pitoisuutta ja aiheuttaa vaahtoamista tai viskositeetin muodostumista.
- Viskositeetti: Molempien komponenttien on pysyttävä spesifikaatioiden viskositeettirajojen sisällä tarkan mittauksen ja sekoittamisen varmistamiseksi. Polyolit lämmitetään usein 25–35 °C:seen viskositeetin vähentämiseksi ennen käsittelyä.
- Vesipitoisuus (Karl Fischer -titraus): Jopa pieni kosteus polyoleissa tai isosyanaateissa muuttaa puhallusreaktiota ja aiheuttaa vikoja. Hyväksytyt vesipitoisuuden rajat ovat usein alle 0,05 % jäykissä vaahtojärjestelmissä.
Valmiin tuotteen testaus riippuu sovelluksesta. Vaahdon tiheys (ASTM D3574), puristussarja, vetolujuus ja syttyvyys (FMVSS 302 autoille, UL 94 sähkölaitteille) ovat vakiona. TPU:lle ja elastomeereille määritellään yleisesti Shore-kovuus, repäisylujuus ja taipuvuuden väsymiskestävyys (Ross flex -testi).
Turvallisuusnäkökohdat uretaanin tuotannossa
Uretaanin tuotannossa käytetään vaarallisia kemikaaleja, jotka vaativat tiukkoja käsittelyprotokollia. Isosyanaatit ovat ensisijainen huolenaihe. TDI:llä on aikapainotettu keskiarvo (TWA) työperäisen altistuksen rajana 0,005 ppm (5 ppb) Yhdysvalloissa (OSHA PEL). Isosyanaatit ovat herkistäviä – toistuva alhainen altistuminen voi aiheuttaa työperäistä astmaa, joka voi jatkua myös altistuksen päätyttyä. Hengityksensuojaus, suljetut käsittelyjärjestelmät ja jatkuva ilmanvalvonta ovat pakollisia kaikissa laitoksissa, jotka käsittelevät isosyanaatteja avoimissa prosesseissa.
Katalyytit aiheuttavat myös vaaroja. Dibutyylitinadilauraatti on luokiteltu lisääntymismyrkkyksi EU:ssa. Amiinikatalyytit voivat ärsyttää ihoa ja limakalvoja korkeina pitoisuuksina. Puhallusaineet, kuten pentaani, ovat erittäin syttyviä ja vaativat räjähdyssuojattuja sähkölaitteita käsittelyalueilla.
Polyamidilähdemateriaaleissa, joita käytetään modifiointiaineina uretaanijärjestelmissä, kuten amiinipäätteisillä polyamidioligomeereillä, on omat käsittelyvaatimukset, jotka tyypillisesti keskittyvät pölynhallintaan kiinteiden aineiden käsittelyn aikana ja amiinihöyryn altistumiseen sulakäsittelyn aikana. Jokaisen valmistajan lainsäädännöllinen ja eettinen vaatimus on jokaisen komponentin, mukaan lukien polyamidilähteen lisäaineet, täyden vaaraprofiilin ymmärtäminen.

