Bagaimana Rumus Molekuler Polyurethane Menggerakkan Pengembangan Produk

Polyurethane adalah bahan plastik yang sangat serbaguna yang telah memainkan peran besar dalam produk yang digunakan orang setiap hari. Polyurethane ditemukan pada tahun 1937 oleh Dr. Otto Bayer dan terutama digunakan sebagai pengganti karet selama Perang Dunia II. Pada tahun 1950 dan 60-an, polyurethane digunakan dalam elastomer, perekat, dan busa bantal lentur.

Saat ini, bahan ini sangat umum sehingga dapat ditemukan dalam hampir semua produk di semua industri utama. Aplikasi umum termasuk pakaian kulit, sistem isolasi termal, spoiler mobil, kain bedah, dan banyak lagi.

Bagaimana mungkin polyurethane dapat mengambil begitu banyak bentuk yang sangat berbeda? Semuanya tergantung pada rumus kimia polyurethane. Berikut adalah apa yang harus diketahui insinyur dan tim produk tentang berbagai jenis polyurethane, mengapa formulasi polyurethane penting, dan bagaimana formulasi dapat mempengaruhi bagian akhir mereka.

Polyether vs. polyester — apa perbedaannya?

Secara umum, polyurethane berasal dari polyether dan polyester. Keduanya memiliki properti elastis, keduanya dapat dibuat dengan kekerasan apa pun, dan keduanya memiliki berbagai aplikasi di seluruh industri. Namun, polyether dan polyester tidak dapat ditukar. Insinyur harus mempelajari perbedaan utama antara dua bahan ini untuk memastikan mereka memilih plastik polyurethane yang paling cocok untuk aplikasi mereka.

Polyester-polyurethane digunakan dalam urethanes yang lebih lemah (di bawah 90A durometer) dan dikenal karena resistensi potret, aus, robek, dan pelarut yang kuat. Mereka dapat menahan suhu yang lebih tinggi lebih lama daripada polyether-polyurethane dan memiliki kekuatan tarik yang lebih tinggi. Polyester juga adalah pilihan yang bagus untuk penyerapan getaran dan banyak digunakan dalam aplikasi yang memerlukan redaman getaran. Aplikasi populer termasuk bantalan peralatan perbankan, bantal bumper, dan klamp otomasi.

Namun, polyester pun memiliki kelemahannya. Bahan ini umumnya memiliki resistensi kelembaban yang buruk dan tidak direkomendasikan untuk bagian yang akan terkena air atau lingkungan dengan kelembaban tinggi. Hidrolisis akan merusak properti fisik bahan.

Polyether-polyurethane, di sisi lain, digunakan dalam urethanes yang lebih keras (di atas 90A durometer) dan cenderung menawarkan resistensi kelembaban yang lebih besar dan properti yang lebih dinamis daripada polyester-polyurethane. Bahan ini juga memiliki rebound yang lebih baik, fleksibilitas suhu rendah yang lebih baik, dan performa yang lebih baik dalam aplikasi kecepatan tinggi. Properti mekanik yang luar biasa juga menjadikannya cocok untuk bagian yang akan mengalami tekanan menengah hingga tinggi.

Aplikasi populer polyether termasuk roda skate, roda lift, roller pembentukan lembar logam, dan berbagai aplikasi aman untuk makanan. Meskipun polyether digunakan dalam urethanes yang lebih keras, bahan ini sebenarnya menawarkan resistensi aus yang lebih rendah daripada polyester dan lebih mudah robek. Ia juga umumnya datang dengan harga yang lebih tinggi.

Mengapa Formulasi Polyurethane Penting

Untuk memahami mengapa formulasi polyurethane sangat penting, membantu untuk memahami dasar kimia polyurethane. Polyurethane dibuat melalui reaksi kimia antara poliol dan isosianat, yang membuat pre-polimere. Pre-polimere tersebut kemudian disilang dengan pengawal untuk membentuk polyurethane. Rumus kimia polyurethane ini mungkin terlihat sederhana, tetapi ada banyak ruang untuk kompleksitas dan variabilitas.

Ambil polyurethan termoset sebagai contoh. Biasanya, jenis polyurethane ini terdiri dari ranjang TDI atau MDI — yang masing-masing menawarkan properti mekanik yang baik pada suhu tinggi dan rendah — digabungkan dengan ikatan kimia eter atau ester. Ester-polyurethane menyertakan dua atom oksigen dan dua atom karbon, sementara eter-polyurethane menyertakan hanya satu atom oksigen dan dua atom karbon.

Setiap kombinasi unik dari ranjang dan ikatan kimia ini akan memberikan properti fisik yang berbeda pada bahan yang dihasilkan. Ada juga puluhan kimia yang dapat digunakan untuk pengawal dalam polyurethane, plus kemungkinan mencampur pengawal dan aditif untuk menciptakan sesuatu yang sepenuhnya baru.

Dengan semua faktor ini berperan, mungkin untuk menciptakan berbagai formulasi yang tampaknya tak terbatas dengan melakukan penyesuaian kecil pada rumus kimia polyurethane. Itulah sebabnya insinyur dan tim produk harus mengevaluasi semua aspek plastik polyurethane calon mereka dan menghindari memilih bahan berdasarkan satu atau dua kriteria saja.

Jika dua bola lompat polyurethane memiliki kekerasan yang sama tetapi sintesis kimia yang berbeda, satu mungkin jatuh ke lantai sementara yang lain mungkin memantul kembali. Untuk memastikan bagian akhir berfungsi tepat seperti yang diharapkan, insinyur dan tim produk harus mempertimbangkan formulasi polyurethane dengan hati-hati selama proses pengembangan produk.

Biarkan Fast Radius Menjadi Panduan Formulasi Polyurethane Anda

Untuk meringkasnya, polyester polyurethan lebih cocok untuk formulasi durometer rendah, aplikasi suhu tinggi, dan bagian yang memerlukan penyerapan getaran atau getaran. Polyether polyurethan lebih baik untuk formulasi durometer tinggi, aplikasi kecepatan tinggi atau tekanan tinggi, dan bagian yang akan terkena air.

Tim produk dan insinyur harus mengevaluasi formulasi kimia unik dari setiap plastik polyurethane calon untuk memastikan bagian akhir mereka memiliki properti yang diinginkan dan memenuhi semua persyaratan krusial. Bekerja sama dengan mitra manufaktur berpengalaman dapat membantu.

Fast Radius dapat membantu tim produk memahami semua kompleksitas formulasi polyurethane sehingga mereka dapat memilih plastik polyurethane yang tepat untuk kasus penggunaan spesifik mereka. Tim perancang, penasihat, dan insinyur berbakat kami tahu seberapa penting pemilihan bahan, dan dapat membantu memulai proyek dengan cara yang benar. Hubungi kami hari ini untuk memulai dan mempelajari lebih lanjut tentang layanan yang kami tawarkan.

Untuk tinjauan bahan lainnya dan wawasan industri, kunjungi artikel terbaru kami di pusat pembelajaran Fast Radius.

Siap membuat bagian Anda dengan Fast Radius?