Trong quá trình sản xuất những chi tiết polyurethane rắn từ prepolyme (hoặc quasiprepolyme) cần nắm vững một số khái niệm và các điều cần lưu ý sau:

Trục cao su PU trong ngành in

Việc chuyển polyurethane thành dạng rắn giúp nó có được những tính chất đàn hồi như cao su. Ngoài dạng polyurethane đổ khuôn, hai dạng khác cũng khá giống nó là dạng polyurethane nhiệt dẻo và dạng polyurethane kết mạng ba chiều. Đối với dạng nhiệt dẻo, polyurethane gồm những mạch polyme có chiều dài thích hợp và những nhóm ở cuối mạch không cho phép kéo dài mạch hơn nữa. Khi được gia nhiệt trên 120^oC tới 150^oC, chúng mềm dẻo và có thể gia công được; khi để nguội chúng trở lại dạng rắn. Như vậy, chúng có thể được gia công trên các máy gia công nhựa và quá trình có thể lặp đi lặp lại nhiều lần. Đối với dạng polyurethane đổ khuôn, nó gồm các prepolyme có nhóm NCO ở cuối mạch có khả năng phản ứng với diamin hoặc diol để kéo dài mạch; hay như trong trường hợp nó gồm các quasiprepolyme thì quá trình tạo thành prepolyme và kéo dài mạch được thực hiện cùng một lúc. Khi mạch dài hơn, độ nhớt tăng lên, một lúc nào đó nó chuyển thành dạng rắn. Tiếp tục gia nhiệt, những liên kết hydro được hình thành làm tăng độ bền vật liệu. Nó không thể trở lại trạng thái ban đầu, vì thế không thể tái gia công, sử dụng lại được. Còn đối với dạng polyurethane kết mạng ba chiều, liên kết giữa các mạch polyurethane không phải là liên kết hydro mà là những liên kết hóa học ba chiều do sử dụng các chất kết mạng đa chức (ví dụ như TMP, trimetylol propan). So với dạng polyurethane đổ khuôn, dạng này có các pha cứng và pha mềm không rõ ràng, không tập trung. Điều này làm mềm vật liệu nhưng cũng cải thiện tính chịu biến dạng nén của chúng.

Trong quá trình sản xuất polyurethane, nhiệt đóng một vai trò quan trọng. Vì thế, việc xác định nhiệt độ khuôn thích hợp cần xét đến các yếu tố sau: tốc độ tỏa nhiệt của phản ứng, sự co rút của sản phẩm. Các hệ MDI có tốc độ tỏa nhiệt cao hơn các hệ TDI. Ngoài ra, cần chú ý một số vấn đề sau: sau vài giờ kết mạng, sản phẩm đủ bền để lấy ra khỏi khuôn nhưng cần gia nhiệt tiếp ở nhiệt độ 80 – 100^oC từ 16 – 24 giờ để các tính chất đạt được hoàn toàn, sau đó để yên ở nhiệt độ phòng từ một tới hai tuần để tăng độ bền của vật liệu do polyurethane từ từ hấp thụ nước từ không khí.

Bên cạnh đó, cần chú ý thêm là các prepolyme có hàm lượng các nhóm NCO càng cao thì polyurethane tạo thành càng cứng do mật độ các pha cứng tăng lên. Một điểm khá thú vị là dùng chất kết mạng dư hoặc ít hơn một chút lượng dùng lý thuyết sẽ cải thiện một số tính chất của polyurethane. Khi dùng dư chất kết mạng một chút, độ dãn dài, độ bền xé, tính chịu uốn dẻo và độ chịu mài mòn tốt hơn. Trong khi đó, nếu dùng thiếu một chút, độ bền kéo tại điểm đứt, độ chịu biến dạng nén, tính tưng nảy, tính trễ  đàn hồi, tính chịu nhiệt lại tốt hơn.

Tóm tắt từ tài liệu Castable Polyurethane Elastomer, Ian Clemitson, CRC Press, 2008, trang 67 - 70

(vtp-vlab-caosuviet)