Poliüretan Nedir?
Poliüretan Nedir?
Poliüretan köpükler ilk olarak 1937 yılında Otto Bayer ve çalışma arkadaşları tarafından bulunan, 1940’lı yıllardan sonra Almanya ve Avusturya başta olmak üzere çeşitli Avrupa ülkelerinde kullanılmaya başlanan termoset polimerlerdir. Oldukça geniş bir ürün yelpazesine sahip olması nedeniyle günlük hayatta pek çok kullanım alanına hizmet etmektedir. Poliüretan köpüğün yüksek mukavemet, düşük yoğunluğa sahip olması ve uygulama kolaylığı sağlaması, birçok malzeme yerine tercih edilmesinde önemli bir etken oluşturmaktadır.
Temel olarak molekül başına en az iki reaktif NCO grubuna sahip izosiyanat ve iki ya da daha fazla reaktif fonksiyonel OH uçlarına sahip glikollerin reaksiyonu sonucunda oluşmaktadır. Poliüretan köpük yapısında izosiyanatlardan oluşan sert segmentler ve poliollerden oluşan yumuşak segmentlerden meydana gelmektedir. Poliüretan köpükler ekzotermik reaksiyon sonucu oluşan termoset polimerlerdir. Ana komponentleri izosiyanat ve poliol olan poliüretan köpüklerin formülasyonlarında, talep edilen sektöre bağlı olarak çeşitli katalizör, şişirici ajan ve yardımcı kimyasallar kullanılmaktadır. Poliüretan köpükler molekül içi çapraz bağlardan oluşmaktadır. Bu sayede tuz, asit ve baz gibi ekstrem koşullara karşı dayanıklılık sergilemekte ve uzun yıllar boyunca fiziksel ve kimyasal özelliklerini korumaktadırlar.
Poliüretan köpükler, sahip olduğu esnek ve sert formu sayesinde günlük yaşantıda birçok alanda kullanılmaktadır. Yapı, beyaz eşya, tekstil, otomotiv, mobilya ve ayakkabı poliüretan köpüğün en çok kullanıldığı sektörlerin başında yer almaktadır.
Poliüretan köpük, hücre yapısı ve yumuşak segmentleri oluşturan zincir uzunlukları dikkate alındığında sert ve esnek köpük olmak üzere iki sınıfa ayrılmaktadır.
Sert köpüğün yüksek mekanik dayanımı ve düşük ısıl iletkenlik katsayısı sebebiyle en yaygın kullanıldığı alanların başında yapı ve inşaat sektörü gelmektedir. Poliüretan köpüklerin yalıtım özellikleri sayesinde yapının iç ve dış kısımları arasındaki ısı geçişlerinin önüne geçilebilmektedir. Tüm bu özelliklerinin yanında su geçirmezlik özelliği sunması sebebiyle yapı sektöründe yaygın olarak kullanılmaktadır. Ayrıca kolay uygulanabilir ve uzun ömürlü olması, ürünün kullanıcılar tarafından daha çok tercih edilmesini sağlamaktadır. Sert köpükler yapı sektörünün yanı sıra beyaz eşya sektöründe termosifon, buzdolabı ve derin dondurucu gibi soğuk havanın muhafaza edilmesi gereken durumlarda, tüketilen enerjiyi azaltarak enerji tasarrufu sağlamaktadır.
Poliüretan Hangi Sektörlerde Kullanılır?
Poliüretan köpükler, sahip olduğu esnek ve sert formu sayesinde günlük yaşantıda birçok alanda kullanılmaktadır. Yapı, beyaz eşya, tekstil, otomotiv, mobilya ve ayakkabı poliüretan köpüğün en çok kullanıldığı sektörlerin başında yer almaktadır.
Poliüretan köpük, hücre yapısı ve yumuşak segmentleri oluşturan zincir uzunlukları dikkate alındığında sert ve esnek köpük olmak üzere iki sınıfa ayrılmaktadır.
Sert köpüğün yüksek mekanik dayanımı ve düşük ısıl iletkenlik katsayısı sebebiyle en yaygın kullanıldığı alanların başında yapı ve inşaat sektörü gelmektedir. Poliüretan köpüklerin yalıtım özellikleri sayesinde yapının iç ve dış kısımları arasındaki ısı geçişlerinin önüne geçilebilmektedir. Tüm bu özelliklerinin yanında su geçirmezlik özelliği sunması sebebiyle yapı sektöründe yaygın olarak kullanılmaktadır. Ayrıca kolay uygulanabilir ve uzun ömürlü olması, ürünün kullanıcılar tarafından daha çok tercih edilmesini sağlamaktadır. Sert köpükler yapı sektörünün yanı sıra beyaz eşya sektöründe termosifon, buzdolabı ve derin dondurucu gibi soğuk havanın muhafaza edilmesi gereken durumlarda, tüketilen enerjiyi azaltarak enerji tasarrufu sağlamaktadır.
Esnek poliüretan köpükler ise genel olarak koltuk ve yatak süngerleri, viskoelastik süngerler, filtre ve integral sistemler olarak gruplandırılmaktadır. Mobilya sektöründe önemli bir yer kaplayan süngerler, hem imalat esnasında hem de vücudun şeklini alarak kullanıcısına rahatlık sunan yastık ve yatak ile koltuk üretiminde önemli çözümler sağlamaktadır. Yine otomotiv sektöründe de kullanım alanı oldukça fazladır; tekerlek, direksiyon, iç ve dış trim malzemeler, hava ve mazot filtresi, tampon ve koltuk üretimi gibi alanlarda kullanılmaktadır. Hafif ve yüksek hacme sahip olduklarından araç ağırlığını düşürerek yakıt tasarrufu sağlarken, yumuşak yapısıyla da yolcu güvenliğine katkı sağlamaktadır.
Tekstil sektöründe ise deri, kumaş, ayakkabı tabanı, aksesuar gibi alanlarda poliüretan kullanılmaktadır. Tüm bunların yanında hastane yatakları, enjeksiyon ile kaplanmış cihazlar, yara sargıları ve cerrahi örtüler gibi medikal ürünlerde kullanılan poliüretan hammaddeler; gövdeyi sudan, havadan, korozyon ve sürtünme gibi etkilerden korumasından kaynaklı olarak denizcilik sektöründe tercih edilmektedir.
Poliüre nedir? Hangi alanlarda kullanılır?
Poliüre hammaddesi zemin kaplaması olarak su yalıtımı sektöründe yaygın olarak kullanılmaktadır. Poliüre, izosiyanat ile amin uçlu reçine bileşiklerinin reaksiyonu sonucunda meydana gelmektedir.
Su yalıtımında vazgeçilmez bir hammadde olan poliüre, ağırlıklı olarak beton ve çelik üzerine uygulanmaktadır. Su geçirmezlik özelliğinin yanı sıra uygulandığı yüzeye esneklik, dayanıklılık, korozyon koruması ve aşınma direnci sağlamaktadır. Başlıca kullanım alanları; bina dış cephesi, çatı, zemin, garaj, asansör boşluğu, su deposu ve havuz içi su yalıtımı olarak sıralanmaktadır.
Poliüretan Köpük Oluşumu ve Kullanılan Hammaddeler
Poliüretan köpük üretiminde kullanılan polioller, izosiyanat ile birleşerek poliüretan yapısını oluşturmaktadır. Reaksiyona eklenen katalizör grubu reaksiyon süresi üzerinde etkilidir. Karışıma eklenen silikon grubu ise dayanıklı yapı oluşana kadar köpük yapısını stabilize ederek homojen bir karışımın elde edilmesini sağlamaktadır. Karışımda kullanılan şişirici ajanlar ve su ise; köpük yoğunluğuna etki eder.
1- Polioller
Polioller, poliüretan endüstrisinde önemli bir rol oynamaktadır. Büyük bir çoğunluğu petrokimyasal olarak ham petrol ve kömürden üretilmektedir. Polioller, en az iki hidroksil grubuna sahip polimerik bileşikler ya da sıvı oligomerlerden oluşmaktadır. Bu tür polioller; polieter polioller, poliester polioller, hidroksil sonlu poliolefinler, polikarbonatlar ve bitkisel yağ kaynaklı hidroksil grubuna sahip poliollerdir. Bununla birlikte soya fasulyesi yağı, hint yağı, yerfıstığı yağı gibi bitkisel yağlardan elde edilen polioller, sürdürebilirlik yönü bakımından çevreye katkı sağlar.
Polieter polioller, alkilen oksitler (propilen oksit (PO) veya etilen oksit (EO)) ile zincir uzunluğu arttırılmış pek çok farklı başlangıç malzemelerinden oluşmaktadır. Günümüzde kullanılan başlangıç malzemeleri, sükroz veya sorbitol gibi doğal ürünlerden ya da etilen diamin ve o-toluen diamin gibi endüstriyel olarak üretilen organik kimyasallardan oluşan malzemelerdir. Sert köpüklerde kullanılan poliesterler; adipik asit, glutamik asit ve süksinik asit başlatıcılarına veya dimetil tereftalat damıtma atıkları, hurda şişeler ve filmlerden depolimerize edilen polietilen tereftalat karışımları gibi endüstriyel atık akımına dayanmaktadır.
2- İzosiyanat
Poliüretan sentezinde önemli yere sahip olan izosiyanat bileşenleri; alifatik, aroamatik, sikloalifatik veya polisiklik yapıya sahiptir. Oligomerik yapıdaki toluen diizosiyanat (TDI), metilendifenil diizosiyanat (MDI) ve polimerik metilen difenil izosiyanat (PMDI) poliüretan oluşumunda yaygın olarak kullanılmaktadır.
3- Şişirici Ajan
Poliüretan köpüklerin üretiminde kimyasal ve fiziksel şişirici ajanlar veya bunların kombinasyonu kullanılmaktadır.
Kimyasal şişirici ajanlar, izosiyanat grupları ile reaksiyona girerek CO2 gazı açığa çıkarmaktadır. Fiziksel şişirme ajanları ise halojenli veya halojen olmayan azeotroplar, hidrokarbonlar ve yeni nesil olefinler gibi çeşitli bileşiklerden oluşmaktadır.
4- Katalizörler
Poliüretan oluşumunda katalizörler, tersiyer aminler ve başta kalayın bulunduğu metal tuzlarından olmak üzere iki sınıftan seçilmektedir. Katalizörler; izosiyanat ile OH sonlu moleküller arasındaki reaksiyonu hızlandırmaktadır. Poliüretan reaksiyonlarında kullanılan katalizörlerin birbirinden farklı etki yetenekleri ve seçicilikleri bulunmaktadır. Bu yüzden genelde birçok uygulamada iki ya da daha fazla katalizör kombinasyonu kullanılmaktadır. Elde edilen kombinasyon, sinerjik bir şekilde jelleşme (üretan oluşumu) ve şişme (CO2, şişirici ajanlar) dengesini istenen düzeyde sağlamakla birlikte müşterilerin üretim proseslerine uyum sağlamaktadır. Ek olarak katalizörlerin çapraz bağ tepkimeleri (allofanat, biüre, izosiyanürat) üzerine olan katalitik aktivitesi de poliüretan köpüğün hem köpükleşme davranışını hem de köpük özelliklerini belirlemektedir. Poliüretan köpük oluşumu esnasında meydana gelen jelleşme, şişme, siklomerizasyon, oksazolidan ve karbodiimid reaksiyonları katalizörler tarafından tetiklenerek hızlandırılmaktadır.
Poliüretan Köpük Türleri
Poliüretan; köpük, elastomer, fiber ve kaplama olmak üzere, temelde dört ürün tipinde kullanılmaktadır. Çoğunlukla köpük yapısında kullanılan poliüretan malzemeler, yoğunluklarının farklı olmasından dolayı kullanımlarında çeşitlilik göstermektedir.
1- Sert Poliüretan Köpükler
Yüksek çapraz bağlı, kapalı hücreli, termoset, yüksek basma dayanımına polimerik malzemeler sert poliüretan köpükler olarak adlandırılmaktadır. Sert poliüretan köpükler, ticari olarak kullanılan köpük yapıdaki polimerler arasında en düşük termal iletkenliğe sahip malzemeler sınıfını oluşturmaktadır. Mükemmel ve eşsiz ısı yalıtımı ve mekanik özelliklerin bir araya gelmesi sayesinde ısıtma-soğutma ve yapı-inşaat sektörlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.
2- Esnek Köpükler
Esnek poliüretan köpükler, çeşitli poliüretanlar arasında en büyük üretim hacmine sahip olmasının yanında yaygın olarak darbe soğurma, konfor, ses yalıtımı ve ambalaj malzemesi olarak kullanılmaktadır. Esnek poliüretan köpükler; otomobil parçaları ve koltuklarında, yastık ve yatak üretimi ile mobilya süngerlerinde kullanılmaktadır. Bu köpükler, uygun katalizör ve katkıların varlığında izosiyanat ile poliolün reaksiyona girmesiyle elde edilmektedir. Bir şişirme maddesi olarak davranan, su ile izosiyanat grupların reaksiyona girmesiyle açığa çıkan karbon dioksit, başlangıçta oluşan gözenekler içinde yayılarak köpüğün genişlemesini sağlamaktadır. Bu süreç; karıştırma ve kabarcık dağılımı, köpük yükselmesi, hücre açılması ve hücreli bir poliüretan köpüğün oluşumu gibi farklı aşamalardan oluşmaktadır.
3 Termoplastik Poliüretan Elastomerler
Termoplastik poliüretan malzemeler diizosiyanat, pre-polimer ve kısa zincirli diolün reaksiyona girmesi ile oluşan malzemelerdir. Pre-polimer ve diolden oluşan segment yumuşak yapıya, diol ile diizosiyanatın reaksiyonundan oluşan segment ise sert yapıya sahiptir. Bu iki segmentli termoplastik poliüretan elastomerlerin içeriğindeki sert segmentler, zincirin kesiştiği noktalarda çapraz bağ görevi görerek belirli sıcaklıkta kararlı bir yapı oluşturmaktadır. Ancak tekrar ısıtıldıklarında veya bir solvent içerisinde çözüldüklerinde kararlı yapıları dağılarak poliüretan malzemeye kalıpta işlenebilirlik ya da bir çözücü yardımıyla kaplanabilirlik özelliği kazandırılmaktadır. Termoplastik poliüretan elastomerler, gaza, yağlara, hidrokarbonlara, ozon ve oksijene karşı yüksek dayanıma ve aşınma direncine sahiptir. Bu özellikleri sayesinde dolgu teker, ayakkabı tabanı, conta ve dişli çark gibi uygulamalarda kullanılmaktadır.
Poliüretan Uygulama Teknolojileri
Poliüretan malzemelerin kullanıldıkları sektörlere göre farklı üretim yöntemleri ve üretim aşamaları vardır.
Sert poliüretan köpükler, köpük formülasyonunun bir kalıp içerisine dökülmesi şeklinde üretilmektedir. Ürün daha sonra levha şeklinde ya da talep edilen sektöre göre istenen şekillerde kesilebilir. Bu yöntem, buzdolabı ve benzeri eşyaların yalıtım kaplaması gibi ‘yerinde döküm’ uygulamalarında kullanılmaktadır. Köpük tüketim hacminin artması ve buna bağlı olarak daha ekonomik üretim yöntemlerine ihtiyaç duyulmasıyla beraber blok köpük üretimi için sürekli proses, daha sonra da panel üretimi için sürekli laminasyon teknolojisi geliştirilmiştir.
1-Slabstock Üretim
Slabstock köpük, levha ya da blok köpük olarak da adlandırılmaktadır. Slabstock köpükler sürekli proses ile üretilmektedir. Köpük boyutları, farklı uygulamalar için seçilmekte ve kesilerek kullanılmaktadır. Slabstock köpükler, yatay bir konveyör tipi makine ile sürekli olarak üretilmektedir. Bu teknikte hammaddeler yüksek hızda çalışan bir miksere pompalanarak sürekli ilerleyen konveyörler üzerine dökülür ve köpük oluşumu konveyörler üzerinde gerçekleşir. Kesikli üretimlerde ise kalıp kullanılarak üretim gerçekleştirilmektedir. Slabstock (blok) yöntemi çoğunlukla sünger üretiminde uygulanmaktadır.
2- Yerinde Döküm
Yerinde döküm yöntemi; buzdolabı, derin dondurucu, sandviç paneller ve benzeri uygulamaların üretimi için kullanılmaktadır. Bu işlem ayrıca tankların iç ve dış izolasyonunda, LPG (sıvılaştırılmış petrol gazı) tank yalıtımında, ağır yağ tank izolasyonu, kimyasal tank izolasyonu ve boru kaplama izolasyonu gibi alan uygulamalarında da kullanılmaktadır.
3- Kalıplama
Poliüretan köpük üretim yöntemlerinden bir diğeri kalıplama yöntemidir. İzosiyanat ve poliol karışımları alçak ve yüksek basınçlı makineler yardımıyla kalıba enjeksiyon şeklinde uygulanmaktadır. Poliol karışımı içerisinde polioller, katalizörler, zincir uzatıcılar, şişirici ajanlar ile yardımcı kimyasallar bulunmaktadır. İzosiyanat ve poliol karışımı basınç aracılığı ile farklı hatlardan geçerek, makinenin kafa kısmına taşınmaktadır. Kafa kısmında iki ürün birbiriyle karıştıktan sonra kalıba boşaltılmaktadır. Kalıp malzemesi olarak genellikle alüminyum, silikon ve polyester kalıplar kullanılmaktadır. Kalıplar uygulama esnasında 25-50oC sıcaklığında olabilmektedir. Esnek poliüretan köpüklerin kullanıldığı mobilya, otomotiv gibi sektörlerde sıklıkla kalıplama yöntemi kullanılmaktadır. Kalıplama yöntemiyle en çok kullanılan esnek poliüretan köpüklerin başında, otomotiv sektöründe direksiyon, vites topuzu, iç trim parçalar, mazot filtreleri ; mobilya sektöründe ise yastık, koltuk gibi ürünler gelmektedir.
4- Laminasyon
Laminasyon yöntemi alüminyum folyo, kraft ve asfalt kağıtları gibi esnek kaplama malzemelerin lamine levha uygulamalarında kullanılmaktadır. Bu yöntemle elde edilen paneller, çatı ve duvarlarda yalıtım levhası olarak, alçı levhalar gibi sert kaplama malzemeleri ise yapı malzemelerinin yarı-sürekli üretiminde kullanılabilmektedir.
5- Kapalı Kalıp (RIM) Prosesi
RIM prosesi, iki reaktif bileşenin karıştırılması ve bu karışımın yüksek basınçlı bir mikser yardımıyla kapalı bir kalıp içerisine dökülmesi aşamalarından oluşmaktadır. Bu proses ile ince ve geniş ürünler elde edilebilmektedir. Sert köpük RIM ürünlerine örnek olarak sandalye kaplamaları, ofis makineleri, bilgisayar gövdeleri ve rüzgarlık, çamurluk gibi otomotiv parçaları verilebilir.
6- Sandviç Paneller
Sert poliüretan köpük sandviç paneller, iki tarafı geniş kaplama levhası ve dört tarafı da çerçeveden oluşan altı yüzlü bir yapıya sahiptir. Köpük karışımı kapalı boşluğun içine dökülerek genleşmesi sağlanmaktadır. Küçük ölçekli panellerin üretimi, kesikli proses ile gerçekleştirilmektedir. Sürekli proses yüksek verimliliğe sahiptir ancak başlangıç yatırım maliyetleri yüksektir. Sandviç paneller, dondurulmuş gıdaları taşıyan sevkiyat araçlarında ve soğuk hava depolarında kullanılmaktadır.
7- Püskürtme
İki bileşenli sert köpük sistemleri, yaklaşık 10 °C ve daha yüksek bir sıcaklıkta bir yüzey üzerine püskürtülerek uygulanabilir. Bu yöntemin kullanıldığı sprey yalıtımın uygulandığı alanlar; ağır yağ depolama tankları, soğuk hava depoları, gemi kilerlerinin duvar yüzeyleri gibi dış mekan tankları ve binaların çatı-cephe yüzeyleridir.
Poliüretan Genel Özellikleri
İki bileşenli sert köpük sistemleri, yaklaşık 10 °C ve daha yüksek bir sıcaklıkta bir yüzey üzerine püskürtülerek uygulanabilir. Bu yöntemin kullanıldığı sprey yalıtımın uygulandığı alanlar; ağır yağ depolama tankları, soğuk hava depoları, gemi kilerlerinin duvar yüzeyleri gibi dış mekan tankları ve binaların çatı-cephe yüzeyleridir.
Poliüretan Genel Özellikleri
Poliüretan köpük malzemelerin kullanım alanlarından dolayı belirli mekanik, yapısal ve termal özelliklerde olması gerekmektedir. Bunların tespiti için farklı test metotları uygulanmaktadır.
1- Yoğunluk
Yoğunluk, poliüretan malzemenin neredeyse tüm özelliklerini etkilemektedir. Sert poliüretan köpük malzemede yoğunluk arttıkça mekanik değerlerinden biri olan basma dayanımı artmaktadır ve bununla birlikte ısı iletim katsayısı değerinde de artış gözlenmektedir. Bu yüzden köpük malzemelerin yoğunluklarının tespiti büyük önem taşımaktadır.
2- Poliüretan Köpükte Yapı-Özellik İlişkisi
Polimerik köpüklerin gösterdiği fiziksel, mekanik ve ısıl özellikleri üzerine polimerik matrisin, hücre yapısının ve buna bağlı olarak gaz bileşiminin etkisi vardır. Polimerik köpüğün nihai özelliklerinin belirlenmesinde hücrelerin dağılımı ve miktarı gibi kritik parametrelerin yanında hücrelerin yapısı yani kapalı ya da açık hücreli oluşu da önemli bir rol oynamaktadır.
3- Poliüretan Köpükte Isıl Özellikler
Poliüretan, ısıl yalıtım özelliğinin çok iyi olmasıyla dikkat çeken ve günümüz teknolojisinde de birçok uygulamada kullanılan bir malzemedir. Çok düşük ısı iletkenlik katsayısına (0,022 W/m.K) ve yüksek su geçirmezlik özelliğine sahiptir. Ayrıca ısı ve su yalıtımı özelliğinin yanında yapısına göre ses yalıtımını da sağlamaktadır.
Poliüretan köpükte hücrelerin içinde kalan şişirici gaz miktarı, yalıtım özelliğini etkilemektedir. Fiziksel şişirici gazlardan biri olan pentan ve türevleri, köpük oluşumunda sıklıkla kullanılmaktadır. Pentan gazına ilave olarak, kimyasal şişirici gaz olan CO2 ise köpüğün oluşumunda izosiyanat ve suyun reaksiyonu sonucu oluşmaktadır. Isı yalıtımı üzerinde en fazla katkı bu şişirici gazlar tarafından verilir ve buna bağlı olarak da formülasyonda düşük ısıl iletim katsayısına sahip gazın tercih edilmesi gerekmektedir.
Poliüretan, ısıl özellikleri sayesinde yapı-inşaat, otomotiv, beyaz eşya gibi ısı izolasyonunun öne çıktığı endüstrilerde sıklıkla tercih edilmektedir.
4- Poliüretan Köpükte Mekanik Özellikler
Köpüklerin endüstriyel uygulamalarında boyutsal olarak kararlı olmaları gerektiğinden mekanik özellikleri önem taşımaktadır. Genel olarak hücresel malzemelerin mekanik özelliklerinin temelde yoğunluğuna bağlı olduğu bilinmektedir. Yoğunluğun yanı sıra hücre boyutu, köpüklerin mekanik özellikleri üzerinde etkili diğer bir parametredir. Köpüklerin hücre çapı azalırken, aralarında oransal ilişki bulunan basma dayanımı ve yoğunluğu artmaktadır. Basma dayanımı ve elastik modül; köpük hücrelerinin yalnızca boyutuna değil aynı zamanda hücre duvarlarının malzemesine, hücrelerin şekline ve türüne (kapalı veya açık) de bağlıdır. Poliüretan köpüklerde, izosiyanat indeksinin ya da izosiyanat içeriğinin artması ile köpüğün çapraz bağ yoğunluğu ve dolayısıyla köpüğün basma dayanımı artış göstermektedir. Bu durum; yüksek izosiyanat indeksi nedeniyle aşırı miktarda kullanılan izosiyanatın, yapıda izosiyanurat sert segmentlerinin, biüre ve allofanatların oluşumuna yol açması ile açıklanabilir. Yüksek izosiyanurat, biüre ve allofanat içeriği köpüklerde daha sert fakat gevrek ve daha kırılgan bir yapının oluşmasına neden olur. İzosiyanat indeksinin artmasıyla birlikte köpüğün çapraz bağ yoğunluğu artar ve yoğunlukla ters orantılı olarak hücre boyutu azalıp daha küçük gözenek boyutuna sahip köpükler oluşmaktadır. İzosiyanat indeksinin artması ile köpüğün yoğunluğu artarken hücre boyutları azalır ve hücre boyutundaki azalış ile ters orantılı olarak, köpüğün basma dayanımında artış görülmektedir. Yüksek hidroksil sayısına sahip polioller, köpük oluşumu sırasında daha fazla izosiyanat gerektirdiği için, oluşan Poliüretan köpükler de daha yüksek çapraz bağ yoğunluğuna sahip olmaktadır. Genel olarak, yüksek yoğunluk veya yüksek çapraz bağ yoğunluğuna sahip köpüklerin mekanik dayanımı iyi özellik göstermektedir. Poliol içeriğinin artması ile köpüklerin hücre boyutunun arttığı ve dolayısıyla köpüklerin yoğunluğunun ve basma dayanımları azalmaktadır. Çok dallı poliollerin dallanmış yapısı ve yüksek OH indeksine sahip olması köpüklerin çapraz bağ yoğunluğunu önemli derecede arttırmaktadır. Ancak bu köpüklerde homojen oluşmayan hücreler, açık hücre oranın yüksek olması, hücre duvarlarının aşırı sertliğinden kaynaklanan ufalanmalara ve kırıklı yapı oluşmasına neden olmaktadır. Bu yapılar da mekanik özelliklerin zayıflamasına yol açmaktadır. Şişirici madde olan suyun miktarındaki değişim, köpüklerin fiziksel ve mekaniksel özellikleri üzerinde dikkate değer bir farklılığa neden olmaktadır. Köpük formülasyonlarında su içeriğinin artmasıyla köpüğün hücre boyutu artar, hücre duvarı incelir ve bu nedenle basma dayanımı azalmaktadır.
5- Boyutsal Stabilite
Poliüretan yapısı mükemmel boyutsal stabilite özelliğine sahiptir ve bu özelliği ortam sıcaklığına göre değişkenlik göstermektedir. Geniş kullanım alanına sahip olmasından dolayı ısı değişimlerine maruz kalmaktadır. Poliüretan sistemlerinde çekme dayanımı son derece önem taşımaktadır. Standartların altında boyutsal stabiliteye sahip köpükler, daha yüksek veya daha düşük sıcaklıklara maruz kaldıklarında deforme olacak ve cihazda hasara veya düşük performansa neden olacaktır. Kaliteli köpük, daha yüksek veya daha düşük sıcaklıklara veya yüksek nem seviyelerine maruz kaldığında büzülmeye karşı dayanıklı olmalıdır. Zayıf boyutsal kararlılık, köpüğün şişmesine, genleşmesine, büzülmesine veya burkulmasına neden olabilmektedir. Bu davranış sonunda , köpüklerin kaplama, su geçirmezlik ve en önemlisi yalıtım performansının kötü sonuç vermesine yol açmaktadır.
