Не, ово неће бити досадно, искрено - посебно ако волите растезљиве гумене ствари. Ако будете читали даље, сазнаћете скоро све што сте икада желели да знате о једноделним силиконским заптивачима.
1) Шта су
2) Како их направити
3) Где их користити
Увод
Шта је једнокомпонентни силиконски заптивач?
Постоји много врста хемијски очвршћујућих заптивача - најпознатије су силиконске, полиуретанске и полисулфидне. Име потиче од кичме укључених молекула.
Силиконска кичма је:
Си – О – Си – О – Си – О – Си
Модификовани силикон је нова технологија (барем у САД) и заправо значи органску кичму излечену хемијом силана. Пример је полипропилен оксид са терминацијом алкоксисилана.
Све ове хемије могу бити или један или два дела, што се очигледно односи на број делова који су вам потребни да би се ствар излечила. Стога, један део једноставно значи да отворите епрувету, кертриџ или канту и ваш материјал ће очврснути. Обично ови једноделни системи реагују са влагом у ваздуху да би постали гума.
Дакле, једноделни силикон је систем који је стабилан у цеви све док се на излагању ваздуху не очврсне и добије силиконску гуму.
Предности
Једноделни силикони имају многе јединствене предности.
-Када су правилно спојени, веома су стабилни и поуздани са одличном адхезијом и физичким својствима. Рок трајања (време које можете оставити у туби пре него што га употребите) од најмање једне године је нормалан, а неке формулације трају много година. Силикони такође имају несумњиво најбоље дугорочне перформансе. Њихова физичка својства се једва мењају током времена без ефекта излагања УВ зрачењу и, поред тога, показују одличну температурну стабилност која је већа од оне других заптивача за најмање 50℃.
- Једноделни силикони очвршћавају релативно брзо, обично развијају кожу у року од 5 до 10 минута, постајући нелепљиви у року од једног сата и очвршћавају до еластичне гуме дубине око 1/10 инча за мање од једног дана. Површина има леп гумени осећај.
-Пошто се могу учинити провидним, што је само по себи важна карактеристика (провидност је најчешће коришћена боја), релативно их је лако пигментирати у било коју боју.
Ограничења
Силикони имају два главна ограничења.
1) Не могу се фарбати бојом на бази воде - може бити тешко и са бојом на бази растварача.
2) Након стврдњавања, заптивач може ослободити нешто од свог силиконског пластификатора који, када се користи у дилатацији зграде, може створити ружне мрље дуж ивице споја.
Наравно, због саме природе тога што је један део, немогуће је постићи брзи дубоки пресек кроз очвршћавање јер систем мора да реагује са ваздухом па се очвршћава одозго према доле. Да будемо мало конкретнији, силикони се не могу користити као једини заптивач у прозорима са изолованим стаклом јер. Иако су одлични у задржавању течне воде у расутом стању, водена пара релативно лако пролази кроз осушену силиконску гуму изазивајући маглу ИГ јединица.
Тржишна подручја и употреба
Једнокомпонентни силикони се користе скоро свуда и свуда, укључујући, на ужаснуће неких власника зграда, где два горе поменута ограничења изазивају проблеме.
Тржишта грађевинарства и „уради сам“ заузимају највећи обим, а следе аутомобилска, индустријска, електроника и ваздухопловство. Као и код свих заптивача, главна функција једноделних силикона је да приањају и попуне празнину између две сличне или различите подлоге како би спречиле продор воде или промаје. Понекад се формулација тешко може променити осим да би се учинила течијом на којој онда постаје премаз. Најбољи начин да направите разлику између премаза, лепка и заптивача је једноставан. Заптивач заптива између две површине, док премаз покрива и штити само једну, док лепак у великој мери држи две површине заједно. Заптивач је најсличнији лепку када се користи у структурном застакљивању или изолованом застакљивању, међутим, он и даље функционише за заптивање две подлоге поред тога што их држи заједно.
Басиц Цхемистри
Силиконски заптивач у нестврднутом стању обично изгледа као густа паста или крема. При излагању ваздуху, реактивне крајње групе силиконског полимера хидролизују (реагују са водом), а затим се спајају једна са другом, ослобађајући воду и формирајући дугачке полимерне ланце који настављају да реагују једни са другима све док се на крају паста не претвори у импресивну гуму. Реактивна група на крају силиконског полимера потиче од најважнијег дела формулације (искључујући сам полимер) односно умрежавача. Умрежач је тај који заптивачу даје карактеристична својства или директно, као што су мирис и брзина очвршћавања, или индиректно, као што су боја, адхезија, итд. због других сировина које се могу користити са специфичним системима умрежавања као што су пуниоци и промотори адхезије . Одабир правог унакрсног повезивача је кључан за одређивање коначних својстава заптивача.
Врсте очвршћавања
Постоји неколико различитих система очвршћавања.
1) ацетокси (мирис киселог сирћета)
2) Окиме
3) Алкокси
4) бензамид
5) Амин
6) Аминокси
Оксими, алкокси и бензамиди (у Европи се више користе) су такозвани неутрални или не-кисели системи. Амини и аминоки системи имају мирис амонијака и обично се више користе у аутомобилским и индустријским областима или специфичним апликацијама на отвореном.
Сировине
Формулације се састоје од неколико различитих компоненти, од којих су неке опционе, у зависности од намераване крајње употребе.
Једине апсолутно неопходне сировине су реактивни полимер и умрежавалац. Међутим, скоро увек се додају пунила, промотери адхезије, нереактивни (пластифицирајући) полимер и катализатори. Поред тога, могу се користити и многи други адитиви као што су пасте за боје, фунгициди, успоривачи пламена и стабилизатори топлоте.
Основне формулације
Типична оксимска конструкција или формулација заптивке "уради сам" изгледаће отприлике овако:
| % | ||
| Полидиметилсилоксан, ОХ завршен 50,000 цпс | 65.9 | Полимер |
| Полидиметилсилоксан, триметилтерминисан, 1000 цпс | 20 | Пластификатор |
| Метхилтриокиминосилане | 5 | Цросслинкер |
| Аминопропилтриетоксисилан | 1 | Промотор адхезије |
| 150 ск.м/г површине испареног силицијум диоксида | 8 | Филлер |
| Дибутилкалај дилаурат | 0.1 | Катализатор |
| Укупно | 100 |
Пхисицал Пропертиес
Типична физичка својства укључују:
| Издужење (%) | 550 |
| Затезна чврстоћа (МПа) | 1.9 |
| Модул при издужењу од 100 (МПа) | 0.4 |
| Тврдоћа по Шору А | 22 |
| Кожа током времена (мин) | 10 |
| Слободно време (мин) | 60 |
| Време гребања (мин) | 120 |
| Очвршћавање (мм за 24 сата) | 2 |
Формулације које користе друге умреживаче ће изгледати слично, можда се разликују у нивоу умрежавача, типу промотера адхезије и катализатора очвршћавања. Њихова физичка својства ће се незнатно разликовати осим ако нису укључени продужитељи ланца. Неки системи се не могу лако направити ако се не користи велика количина пунила кредом. Ове врсте формулација очигледно се не могу произвести у чистом или провидном облику.
Развијање заптивача
Постоје 3 фазе за развој новог заптивача.
1) Концепција, производња и тестирање у лабораторији-веома мале количине
Овде, лабораторијски хемичар има нове идеје и обично почиње са ручном серијом од око 100 грама заптивача само да би видео како се лечи и каква се гума производи. Сада је доступна нова машина "Тхе Хаусцхилд Спеед Мик" компаније ФлацкТек Инц. Ова специјализована машина је идеална за мешање ових малих серија од 100 г у секунди уз избацивање ваздуха. Ово је важно јер сада омогућава програмеру да стварно тестира физичка својства ових малих серија. Испарени силицијум или друга пунила као што су исталожене креде могу се умешати у силикон за око 8 секунди. Одзрачивање траје око 20-25 секунди. Машина ради помоћу двоструког асиметричног механизма центрифуге који у основи користи саме честице као сопствене руке за мешање. Максимална величина мешавине је 100 грама и доступно је неколико различитих типова шољица, укључујући и једнократну, што значи апсолутно никакво чишћење.
Кључ у процесу формулације нису само врсте састојака, већ и редослед додавања и времена мешања. Наравно, искључење или уклањање ваздуха је важно како би се омогућило да производ има рок трајања, пошто мехурићи ваздуха садрже влагу која ће онда изазвати очвршћавање заптивача изнутра.
Када хемичар добије врсту заптивача која је потребна за његову конкретну примену, скали се до 1 литре планетарног миксера који може да произведе око 3-4 мале епрувете од 110 мл (3 оз). Ово је довољан материјал за почетно тестирање рока трајања и тест приоњивости, плус све друге посебне захтеве.
Затим може да оде до машине од 1 или 2 галона да произведе 8-12 епрувета од 10 оз за детаљније тестирање и узорковање купаца. Заптивач се екструдира из посуде кроз метални цилиндар у кертриџ који се уклапа преко цилиндра за паковање. Након ових тестова, спреман је за повећање.
2) Повећање и фино подешавање - средње јачине звука
У повећању, лабораторијска формулација се сада производи на већој машини обично у распону од 100-200 кг или око бубња. Овај корак има две главне сврхе
а) да видимо да ли постоје значајне промене између величине од 4 лб и ове веће величине које могу бити резултат мешања и брзина дисперзије, брзина реакције и различитих количина чисте мешавине, и
б) да произведе довољно материјала за узорковање потенцијалних купаца и да добије повратну информацију на послу.
Ова машина од 50 галона је такође веома корисна за индустријске производе када су потребне мале количине или посебне боје и само око један бубањ сваке врсте треба да се производи истовремено.
Постоји неколико врста машина за мешање. Два најчешће коришћена су планетарни миксери (као што је приказано изнад) и дисперзатори велике брзине. Планетар је добар за мешавине веће вискозности, док дисперзер има боље перформансе посебно у течним системима нижег вискозитета. У типичним грађевинским заптивачима, било која машина се може користити све док се води рачуна о времену мешања и потенцијалном стварању топлоте брзог дисперзатора.
3) Пуне количине производње
Коначна производња, која може бити серијска или континуирана, надамо се да једноставно репродукује коначну формулацију из корака повећања. Обично се релативно мала количина (2 или 3 серије или 1-2 сата непрекидног) материјала прво производи у производној опреми и проверава пре него што почне нормална производња.
Тестирање – шта и како тестирати.
ста
Физичка својства-издужење, затезна чврстоћа и модул
Адхезија на одговарајућу подлогу
Рок трајања - убрзан и на собној температури
Стопе очвршћавања-кожа током времена, време без лепљења, време гребања и кроз очвршћавање, стабилност боје температуре или стабилност у различитим течностима као што је уље
Поред тога, проверавају се или посматрају и друге кључне особине: конзистенција, слаб мирис, корозивност и општи изглед.
Како
Лист заптивача се извлачи и оставља да се осуши недељу дана. Специјално звоно се затим изрезује и ставља у тестер затезања да би се измерила физичка својства као што су издужење, модул и затезна чврстоћа. Такође се користе за мерење сила адхезије/кохезије на посебно припремљеним узорцима. Једноставни тестови адхезије да-не се изводе повлачењем зрна материјала очврслог на дотичне подлоге.
Схоре-А метар мери тврдоћу гуме. Овај уређај изгледа као тег и мерач са тачком која се притиска у осушени узорак. Што тачка више продире у гуму, то је гума мекша и вредност је нижа. Типичан грађевински заптивач ће бити у опсегу 15-35.
Времена коже, време без лепљивости и друга специјална мерења коже се врше или прстом или пластичним листовима са теговима. Мери се време пре него што се пластика може чисто извући.
За рок трајања, епрувете са заптивачем одлежавају или на собној температури (која је природно потребна 1 година да се докаже рок трајања од 1 године) или на повишеним температурама, обично 50℃ током 1,3,5,7 недеља итд. Након старења процес (цев је остављена да се охлади у убрзаном случају), материјал се истискује из цеви и увлачи у лим где се оставља да се осуши. Физичка својства гуме која се формира у овим листовима се испитују као и раније. Ова својства се затим упоређују са карактеристикама свеже сложених материјала како би се одредио одговарајући рок трајања.
Специфично детаљно објашњење већине потребних тестова може се наћи у АСТМ приручнику.
Неки завршни савети
Једнокомпонентни силикони су најквалитетнији доступни заптивачи. Они имају ограничења и ако се захтевају специфични захтеви могу се посебно развити.
Кључно је осигурати да су све сировине што је могуће суве, формулација стабилна и да се ваздух уклања у процесу производње.
Развој и тестирање су у основи исти процес за било који део заптивача, без обзира на тип - само се уверите да сте проверили све могуће особине пре него што почнете да правите производне количине и да имате јасно разумевање потреба апликације.
У зависности од захтева примене, може се изабрати тачна хемија очвршћавања. На пример, ако је изабран силикон и мирис, корозија и адхезија се не сматрају важним, али је потребна ниска цена, онда је ацетокси прави пут. Међутим, ако су укључени метални делови који могу бити кородирани или је потребна посебна адхезија на пластику у јединственој сјајној боји, онда вам је потребан оксим.
[1] Дале Флацкетт. Једињења силикона: силани и силикони [М]. Гелест Инц: 433-439
* Слика од ОЛИВИА Силицоне Сеалант
Време поста: 31.03.2024
