Ne, tikrai nebus nuobodu, ypač jei mėgstate tamprius guminius daiktus. Skaitydami toliau sužinosite beveik viską, ką kada nors norėjote sužinoti apie vienkomponenčius silikoninius hermetikus.
1) Kas jie yra
2) Kaip juos pagaminti
3) Kur juos naudoti
Įvadas
Kas yra vieno komponento silikoninis hermetikas?
Yra daug chemiškai kietėjančių hermetikų rūšių – geriausiai žinomi yra silikoniniai, poliuretano ir polisulfido hermetikai. Pavadinimas kilęs nuo juose esančių molekulių pagrindinės struktūros.
Silikoninis pagrindas yra:
Si – O – Si – O – Si – O – Si
Modifikuotas silikonas yra nauja technologija (bent jau JAV) ir iš tikrųjų reiškia organinį pagrindą, kietintą silano chemija. Pavyzdys yra alkoksisilanu užbaigtas polipropileno oksidas.
Visos šios cheminės medžiagos gali būti sudarytos iš vienos arba dviejų dalių, o tai akivaizdžiai priklauso nuo dalių skaičiaus, kurio reikia, kad medžiaga sukietėtų. Taigi, viena dalis tiesiog reiškia, kad reikia atidaryti tūbelę, kasetę ar kibirą ir jūsų medžiaga sukietės. Paprastai šios vieno komponento sistemos reaguoja su ore esančia drėgme ir tampa guma.
Taigi, vieno komponento silikonas yra sistema, kuri yra stabili vamzdelyje, kol, sąveikaudama su oru, sukietėja ir susidaro silikoninė guma.
Privalumai
Vienos dalies silikonai turi daug unikalių privalumų.
- Tinkamai sumaišyti, jie yra labai stabilūs ir patikimi, pasižymi puikiomis sukibimo ir fizinėmis savybėmis. Bent vienerių metų galiojimo laikas (laikas, kurį galite palikti tūbelėje prieš naudojimą) yra normalus, o kai kurios formulės veikia daugelį metų. Silikonai taip pat neabejotinai pasižymi geriausiomis ilgalaikėmis savybėmis. Jų fizinės savybės laikui bėgant beveik nekinta, joms įtakos neturi UV spinduliai, be to, jie pasižymi puikiu temperatūros stabilumu, bent 50 ℃ viršijančiu kitų hermetikų savybes.
- Vienos dalies silikonai kietėja gana greitai, paprastai per 5–10 minučių susidaro plėvelė, per valandą ji nebelipsta ir per mažiau nei parą sukietėja iki maždaug 1/10 colio storio elastingos gumos. Paviršius yra maloniai guminis.
-Kadangi juos galima pagaminti permatomus, o tai savaime yra svarbi savybė (permatoma yra dažniausiai naudojama spalva), juos gana lengva pigmentuoti į bet kokią spalvą.
Apribojimai
Silikonai turi du pagrindinius apribojimus.
1) Jų negalima dažyti vandens pagrindo dažais – su tirpiklio pagrindo dažais taip pat gali būti sudėtinga.
2) Sukietėjęs hermetikas gali išskirti dalį savo silikoninio plastifikatoriaus, kuris, naudojamas pastato išsiplėtimo siūlėje, gali sukelti negražias dėmes palei siūlės kraštą.
Žinoma, dėl to, kad tai viena detalė, neįmanoma greitai sukietėti giliai, nes sistema turi reaguoti su oru, todėl kietėja iš viršaus į apačią. Tiksliau sakant, silikonai negali būti naudojami kaip vienintelis sandariklis izoliuotuose stiklo languose, nes nors jie puikiai sulaiko didelį kiekį skysto vandens, vandens garai gana lengvai prasiskverbia pro sukietėjusį silikoninį gumą, todėl izoliaciniai elementai gali rasoti.
Rinkos sritys ir panaudojimas
Vieno komponento silikonai naudojami beveik visur ir visur, įskaitant, kai kurių pastatų savininkų nusivylimui, kai du minėti apribojimai sukelia problemų.
Didžiausią rinkos dalį sudaro statybų ir „pasidaryk pats“ rinkos, po jų seka automobilių, pramonės, elektronikos ir aviacijos bei kosmoso pramonei skirtos rinkos. Kaip ir visų hermetikų atveju, vienakomponenčių silikonų pagrindinė funkcija yra prilipti ir užpildyti tarpą tarp dviejų panašių arba skirtingų paviršių, kad pro juos nepatektų vanduo ar skersvėjai. Kartais sudėtis beveik nekeičiama, išskyrus tai, kad ji taptų takia, o tada ji tampa danga. Geriausias būdas atskirti dangą, klijus ir hermetiką yra paprastas. Hermetikas sandarina du paviršius, o danga padengia ir apsaugo tik vieną, o klijai plačiai sulaiko du paviršius kartu. Hermetikas labiausiai panašus į klijus, kai naudojamas struktūriniame stiklinime arba izoliuotame stiklinime, tačiau jis vis tiek atlieka dviejų paviršių sandarinimo ir jų sulaikymo kartu funkciją.
Pagrindinė chemija
Nesukietėjęs silikoninis hermetikas paprastai atrodo kaip tiršta pasta arba kremas. Veikiamos oro, reaktyviosios silikoninio polimero grupės hidrolizuojasi (reaguoja su vandeniu) ir susijungia viena su kita, išskirdamos vandenį ir sudarydamos ilgas polimero grandines, kurios toliau reaguoja viena su kita, kol galiausiai pasta virsta įspūdinga guma. Reaktyvioji grupė silikoninio polimero gale atsiranda iš svarbiausios formulės dalies (išskyrus patį polimerą), būtent skersinio jungiklio. Būtent skersinis jungiklis suteikia hermetikui būdingas savybes tiesiogiai, pvz., kvapą ir kietėjimo greitį, arba netiesiogiai, pvz., spalvą, sukibimą ir kt., dėl kitų žaliavų, kurios gali būti naudojamos su specifinėmis skersinio jungiklio sistemomis, pvz., užpildais ir sukibimo stiprikliais. Tinkamo skersinio jungiklio pasirinkimas yra labai svarbus norint nustatyti galutines hermetiko savybes.
Kietėjimo tipai
Yra kelios skirtingos gijimo sistemos.
1) Acetoksi (rūgštaus acto kvapo)
2) Oksimas
3) Alkoksi
4) Benzamidas
5) Aminas
6) Aminoksas
Oksimai, alkoksidai ir benzamidai (plačiau naudojami Europoje) yra vadinamosios neutralios arba nerūgštinės sistemos. Aminai ir aminokso sistemos turi amoniako kvapą ir paprastai naudojamos automobilių ir pramonės srityse arba specifinėse lauko statybose.
Žaliavos
Formulės susideda iš kelių skirtingų komponentų, kai kurie iš jų yra neprivalomi, priklausomai nuo numatyto galutinio naudojimo.
Vienintelės absoliučiai būtinos žaliavos yra reaktyvusis polimeras ir skersiniai jungikliai. Tačiau beveik visada pridedami užpildai, sukibimą gerinantys priedai, nereaktyvusis (plastifikuojantis) polimeras ir katalizatoriai. Be to, galima naudoti daug kitų priedų, tokių kaip spalvotos pastos, fungicidai, antipirenai ir karščio stabilizatoriai.
Pagrindinės formulės
Tipinė oksimo konstrukcija arba „pasidaryk pats“ sandariklio formulė atrodys maždaug taip:
| % | ||
| Polidimetilsiloksanas, OH terminuotas, 50 000 cps | 65,9 | Polimeras |
| Polidimetilsiloksanas, trimetilo terminas, 1000 cps | 20 | Plastifikatorius |
| Metiltrioksiminosilanas | 5 | Kryžminis jungiklis |
| Aminopropiltrietoksisilanas | 1 | Sukibimo gerinimo priemonė |
| 150 kv. m/g paviršiaus ploto dūminio silicio dioksido | 8 | Užpildas |
| Dibutilalavo dilauratas | 0,1 | Katalizatorius |
| Iš viso | 100 |
Fizinės savybės
Tipinės fizinės savybės apima:
| Pailgėjimas (%) | 550 |
| Tempimo stipris (MPa) | 1.9 |
| Pailgėjimas esant 100 laipsnių (MPa) | 0,4 |
| Kietumas pagal Shore A | 22 |
| Odos susidarymas laikui bėgant (min.) | 10 |
| Kietėjimo laikas (min.) | 60 |
| Įbrėžimo laikas (min.) | 120 |
| Visiškas sukietėjimas (mm per 24 valandas) | 2 |
Formulės, kuriose naudojami kiti skersiniai jungikliai, atrodys panašiai, galbūt skirsis jungiklio lygiu, sukibimo skatinimo priemonės tipu ir kietėjimo katalizatoriais. Jų fizikinės savybės šiek tiek skirsis, nebent būtų naudojami grandinės ilgintuvai. Kai kurių sistemų negalima lengvai pagaminti, nebent naudojamas didelis kreidos užpildo kiekis. Akivaizdu, kad tokių formulių negalima pagaminti skaidrios ar permatomos.
Hermetikų kūrimas
Naujo sandariklio kūrimas susideda iš trijų etapų.
1) Koncepcija, gamyba ir bandymai laboratorijoje – labai maži kiekiai
Čia laboratorijos chemikas turi naujų idėjų ir paprastai pradeda nuo maždaug 100 gramų hermetiko partijos, kad pamatytų, kaip jis kietėja ir kokios rūšies guma gaunama. Dabar yra naujas „FlackTek Inc.“ aparatas „The Hauschild Speed Mix“. Šis specializuotas aparatas idealiai tinka šioms mažoms 100 g partijoms maišyti per kelias sekundes, išstumiant orą. Tai svarbu, nes dabar kūrėjas gali iš tikrųjų išbandyti šių mažų partijų fizines savybes. Dūminis silicio dioksidas arba kiti užpildai, pavyzdžiui, nusodintos kreidos, gali būti sumaišyti su silikonu maždaug per 8 sekundes. Oro pašalinimas trunka apie 20–25 sekundes. Aparatas veikia dvigubu asimetriniu centrifugos mechanizmu, kuris iš esmės naudoja pačias daleles kaip savo maišymo rankenas. Didžiausias mišinio dydis yra 100 gramų, ir yra keletas skirtingų tipų puodelių, įskaitant vienkartinius, o tai reiškia, kad jų visiškai nereikia valyti.
Formavimo procese svarbiausi ne tik ingredientų tipai, bet ir jų įdėjimo tvarka bei maišymo laikas. Žinoma, oro pašalinimas yra svarbus, kad produktas ilgai išsilaikytų, nes oro burbuliukuose yra drėgmės, kuri savo ruožtu privers sandariklį sukietėti iš vidaus.
Kai chemikas gauna reikiamą hermetiko tipą, jo poreikius atitinkantį kiekį galima padidinti iki 1 litro talpos planetinio maišytuvo, kuris gali pagaminti apie 3–4 mažus 110 ml (3 uncijas) mėgintuvėlius. Šios medžiagos pakanka pradiniam galiojimo laiko ir sukibimo bandymui bei kitiems specialiems reikalavimams atlikti.
Tada jis gali pereiti prie 1 arba 2 galonų talpos mašinos, kad pagamintų 8–12 10 uncijų tūbelių išsamesniems bandymams ir klientų mėginių ėmimui. Hermetikas iš indo per metalinį cilindrą išspaudžiamas į kasetę, kuri uždedama ant pakuotės cilindro. Po šių bandymų jis yra pasirengęs didinti gamybą.
2) Vidutinių tūrių didinimas ir tikslus derinimas
Didinant gamybą, laboratorinė formulė dabar gaminama didesniu aparatu, paprastai 100–200 kg arba maždaug statinės talpos. Šis žingsnis turi du pagrindinius tikslus:
a) išsiaiškinti, ar yra kokių nors reikšmingų skirtumų tarp 4 svarų dydžio ir šio didesnio dydžio, kurie gali atsirasti dėl maišymo ir dispersijos greičių, reakcijos greičių ir skirtingo mišinio skaidrumo kiekio, ir
b) parengti pakankamai medžiagos potencialių klientų imčiai atlikti ir gauti realių atsiliepimų darbo vietoje.
Ši 50 galonų talpos mašina taip pat labai naudinga pramoniniams gaminiams, kai reikia mažų kiekių arba specialių spalvų ir vienu metu reikia pagaminti tik maždaug vieną kiekvieno tipo būgną.
Yra keletas maišymo mašinų tipų. Du dažniausiai naudojami yra planetiniai maišytuvai (kaip parodyta aukščiau) ir didelio greičio dispergatoriai. Planetinis maišytuvas tinka didesnio klampumo mišiniams, o dispergatorius geriau veikia ypač mažesnio klampumo takiose sistemose. Įprastuose konstrukciniuose sandarikliuose galima naudoti bet kurią mašiną, jei atkreipiamas dėmesys į maišymo laiką ir galimą didelio greičio dispergatoriaus šilumos susidarymą.
3) Pilno masto gamybos kiekiai
Galutinė gamyba, kuri gali būti partijinė arba nepertraukiama, tikimės, kad tiesiog atkuria galutinę formulę, gautą padidinus gamybos apimtį. Paprastai gamybos įrangoje pirmiausia pagaminamas ir patikrinamas santykinai nedidelis kiekis (2 arba 3 partijos arba 1–2 valandos nepertraukiamo gamybos proceso).
Testavimas – ką ir kaip testuoti.
Kas
Fizikinės savybės – pailgėjimas, tempiamasis stipris ir modulis
Sukibimas su tinkamu pagrindu
Galiojimo laikas – tiek pagreitintas, tiek kambario temperatūroje
Kietėjimo greitis – plėvelės susidarymas laikui bėgant, nelipnumo laikas, įbrėžimų laikas ir visiškas kietėjimas, spalvos, temperatūra, stabilumas arba stabilumas įvairiuose skysčiuose, tokiuose kaip aliejus.
Be to, tikrinamos arba stebimos kitos svarbios savybės: konsistencija, silpnas kvapas, koroziškumas ir bendra išvaizda.
Kaip
Ištraukiamas hermetiko lakštas ir paliekamas kietėti savaitę. Tada išpjaunamas specialus svarelis ir įdedamas į tempimo bandymo prietaisą, kad būtų galima išmatuoti fizikines savybes, tokias kaip pailgėjimas, modulis ir tempiamasis stipris. Jie taip pat naudojami specialiai paruoštų mėginių sukibimo / sanglaudos jėgoms matuoti. Paprasti sukibimo bandymai atliekami traukiant ant nagrinėjamo pagrindo sukietėjusios medžiagos rutuliukus.
Šoro A skalės matuoklis matuoja gumos kietumą. Šis prietaisas atrodo kaip svoris ir matuoklis su smaigaliu, spaudžiamu į sukietėjusį bandinį. Kuo giliau smaigalys įsiskverbia į gumą, tuo minkštesnė guma ir tuo mažesnė vertė. Įprasto konstrukcinio hermetiko kietumas bus 15–35 diapazone.
Odos lupimosi laikas, nelipnumo laikas ir kiti specialūs odos matavimai atliekami pirštu arba plastikiniais lakštais su svarmenimis. Matuojamas laikas, per kurį plastiką galima švariai nuplėšti.
Siekiant užtikrinti tinkamumo vartoti terminą, sandariklio tūbelės brandinamos kambario temperatūroje (kuri natūraliai trunka 1 metus, kad būtų užtikrintas vienerių metų tinkamumo vartoti terminas) arba aukštesnėje temperatūroje, paprastai 50 ℃, 1, 3, 5, 7 savaites ir t. t. Po sendinimo proceso (pagreitintu atveju tūbele leidžiama atvėsti), medžiaga iš tūbelės išspaudžiama ir ištraukiama į lakštą, kuriame ji sukietėja. Šiuose lakštuose suformuotos gumos fizinės savybės tikrinamos kaip ir anksčiau. Tada šios savybės palyginamos su šviežiai sumaišytų medžiagų savybėmis, siekiant nustatyti tinkamą tinkamumo vartoti terminą.
Išsamų daugumos reikalingų bandymų paaiškinimą galite rasti ASTM vadove.
Keletas baigiamųjų patarimų
Vieno komponento silikonai yra aukščiausios kokybės hermetikai rinkoje. Jie turi apribojimų ir, jei yra specialių reikalavimų, gali būti sukurti specialiai.
Svarbu užtikrinti, kad visos žaliavos būtų kuo sausesnės, formulė stabili ir kad gamybos procese būtų pašalintas oras.
Bet kurio vieno komponento hermetiko, nepriklausomai nuo tipo, kūrimas ir bandymas iš esmės yra tas pats procesas – tiesiog prieš pradėdami gaminti didelius kiekius, įsitikinkite, kad patikrinote visas įmanomas savybes ir aiškiai suprantate taikymo poreikius.
Priklausomai nuo naudojimo reikalavimų, galima pasirinkti tinkamą kietėjimo cheminę medžiagą. Pavyzdžiui, jei pasirinktas silikonas, o kvapas, korozija ir sukibimas nėra svarbūs, tačiau reikalinga maža kaina, tuomet acetoksidas yra geriausias pasirinkimas. Tačiau jei yra metalinių dalių, kurios gali būti korozijos paveiktos, arba reikalingas specialus sukibimas su plastiku unikalios blizgios spalvos, tuomet reikia oksimo.
[1] Dale Flackett. Silicio junginiai: silanai ir silikonai [M]. Gelest Inc: 433–439
* Nuotrauka iš „OLIVIA“ silikoninio hermetiko
Įrašo laikas: 2024 m. kovo 31 d.
