Не, шчыра кажучы, гэта не будзе сумна, асабліва калі вы любіце эластычныя гумовыя рэчы. Калі вы прачытаеце далей, вы даведаецеся амаль усё, што калі-небудзь хацелі ведаць пра аднакампанентныя сіліконавыя герметыкі.
1) Што яны сабой уяўляюць
2) Як іх зрабіць
3) Дзе іх выкарыстоўваць
Уводзіны
Што такое аднакампанентны сіліконавы герметык?
Існуе мноства відаў герметыкаў хімічнага зацвярдзення — найбольш вядомыя з іх — сіліконавыя, поліўрэтанавыя і полісульфідныя. Назва паходзіць ад структуры малекул, якія ў іх удзельнічаюць.
Сіліконавая аснова:
Si – O – Si - O – Si – O – Si
Мадыфікаваны сілікон — гэта новая тэхналогія (прынамсі, у ЗША), якая насамрэч азначае арганічны каркас, отвержденны з дапамогай сілану. Прыкладам з'яўляецца поліпрапіленаксід з канцавымі групамі алкоксісілану.
Усе гэтыя хімічныя склады могуць быць адна- або двухкампанентнымі, што, відавочна, звязана з колькасцю кампанентаў, неабходных для зацвярдзення матэрыялу. Такім чынам, аднакампанентны склад проста азначае, што трэба адкрыць цюбік, картрыдж або вядро, і матэрыял зацвярдзее. Звычайна гэтыя аднакампанентныя сістэмы рэагуюць з вільгаццю паветра, ператвараючыся ў гуму.
Такім чынам, аднакампанентны сілікон — гэта сістэма, якая стабільная ў трубцы, пакуль пад уздзеяннем паветра не зацвярдзее, утвараючы сіліконавы каўчук.
Перавагі
Аднакампанентныя сіліконы маюць шмат унікальных пераваг.
-Пры правільным спалучэнні яны вельмі стабільныя і надзейныя, з выдатнай адгезіяй і фізічнымі ўласцівасцямі. Тэрмін прыдатнасці (час, які вы можаце пакінуць герметык у цюбіку перад выкарыстаннем) складае не менш за адзін год, а некаторыя склады захоўваюцца шмат гадоў. Сіліконы таксама, несумненна, маюць найлепшыя доўгатэрміновыя характарыстыкі. Іх фізічныя ўласцівасці амаль не змяняюцца з цягам часу без уздзеяння ультрафіялетавага выпраменьвання, і, акрамя таго, яны дэманструюць выдатную тэмпературную стабільнасць, якая перавышае аналагічныя паказчыкі іншых герметыкаў як мінімум на 50℃.
-Аднакампанентныя сіліконы зацвярдзеюць адносна хутка, звычайна ўтвараючы скарынку на працягу 5-10 хвілін, становячыся неліпкімі на працягу адной гадзіны і зацвярдзеючы да эластычнай гумы таўшчынёй каля 1/10 цалі менш чым за дзень. Паверхня мае прыемную гумовую навобмацак.
-Паколькі іх можна зрабіць празрыстымі, што само па сабе з'яўляецца важнай асаблівасцю (празрысты - гэта найбольш часта выкарыстоўваны колер), іх адносна лёгка пігментаваць у любы колер.
Абмежаванні
Сіліконы маюць два асноўныя абмежаванні.
1) Іх нельга фарбаваць фарбай на воднай аснове — з фарбай на аснове растваральніка гэта таксама можа быць складана.
2) Пасля зацвярдзення герметык можа вылучыць частку свайго сіліконавага пластыфікатара, які пры выкарыстанні ў дэфармацыйным шве будынка можа стварыць непрыемныя плямы па краі шва.
Вядома, з-за таго, што сістэма складаецца з аднаго кампанента, немагчыма атрымаць хуткі глыбокі разрэз падчас зацвярдзення, бо сістэма павінна рэагаваць з паветрам, таму зацвярдзенне адбываецца зверху ўніз. Калі казаць больш канкрэтна, сіліконы нельга выкарыстоўваць у якасці адзінага ўшчыльняльніка ў ізаляваных шклопакетах, таму што... Нягледзячы на тое, што яны выдатна ўтрымліваюць ваду ў вялікай колькасці, вадзяная пара адносна лёгка праходзіць праз зацвярдзелы сіліконавы каўчук, што прыводзіць да запацявання шклопакетаў.
Рынак і сферы выкарыстання
Аднакампанентныя сіліконы выкарыстоўваюцца практычна ўсюды, у тым ліку, на жаль некаторых уладальнікаў будынкаў, дзе два вышэйзгаданыя абмежаванні выклікаюць праблемы.
Асноўную частку па аб'ёме складаюць будаўнічыя рынкі і рынкі «зрабі сам», за імі ідуць аўтамабільная, прамысловая, электронная і аэракасмічная прамысловасць. Як і ва ўсіх герметыкаў, асноўная функцыя аднакампанентных сіліконаў заключаецца ў счапленні і запаўненні прамежку паміж двума падобнымі або рознымі паверхнямі, каб прадухіліць пранікненне вады або скразнякоў. Часам рэцэптура амаль не змяняецца, акрамя таго, каб зрабіць яе больш цякучай, пасля чаго яна становіцца пакрыццём. Найлепшы спосаб адрозніць пакрыццё, клей і герметык просты. Герметык герметызуе дзве паверхні, у той час як пакрыццё пакрывае і абараняе толькі адну, а клей у значнай ступені ўтрымлівае дзве паверхні разам. Герметык найбольш падобны на клей, калі ён выкарыстоўваецца ў структурным шкленні або ізаляваным шкленні, аднак ён усё яшчэ выконвае функцыю герметызацыі дзвюх паверхняў, а таксама ўтрымання іх разам.
Асноўная хімія
Сіліконавы герметык у незацвярдзелым стане звычайна выглядае як густая паста або крэм. Пры ўздзеянні паветра рэакцыйныя канцавыя групы сіліконавага палімера гідралізуюцца (рэагуюць з вадой), а затым злучаюцца адна з адной, вызваляючы ваду і ўтвараючы доўгія палімерныя ланцугі, якія працягваюць рэагаваць адна з адной, пакуль паста не ператворыцца ў эфектную гуму. Рэактыўная група на канцы сіліконавага палімера паходзіць з найважнейшай часткі рэцэптуры (акрамя самога палімера), а менавіта зшывальнага агента. Менавіта зшывальны агент надае герметыку яго характэрныя ўласцівасці альбо непасрэдна, такія як пах і хуткасць зацвярдзення, альбо ўскосна, такія як колер, адгезія і г.д., з-за іншых сыравінных матэрыялаў, якія могуць выкарыстоўвацца са спецыфічнымі сістэмамі зшывальнікаў, такімі як напаўняльнікі і стымулятары адгезіі. Выбар правільнага зшывальнага агента з'яўляецца ключом да вызначэння канчатковых уласцівасцей герметыка.
Тыпы зацвярдзення
Існуе некалькі розных сістэм зацвярдзення.
1) Ацэтоксі (кіслы воцатны пах)
2) Аксім
3) Алкаксі
4) Бензамід
5) Амін
6) Амінаксі
Аксімы, алкоксі і бензаміды (больш шырока выкарыстоўваюцца ў Еўропе) — гэта так званыя нейтральныя або некіслыя сістэмы. Аміны і амінаксі сістэмы маюць пах аміяку і звычайна выкарыстоўваюцца часцей у аўтамабільнай і прамысловай галінах або ў спецыяльных прымяненнях для вонкавага будаўніцтва.
Сыравіна
Склад прэпаратаў складаецца з некалькіх розных кампанентаў, некаторыя з якіх неабавязковыя, у залежнасці ад меркаванага канчатковага выкарыстання.
Адзінымі абсалютна неабходнымі сыравіннымі матэрыяламі з'яўляюцца рэактыўны палімер і зшывальнік. Аднак амаль заўсёды дадаюцца напаўняльнікі, прамотары адгезіі, нерэактыўны (пластыфікуючы) палімер і каталізатары. Акрамя таго, можна выкарыстоўваць шмат іншых дабавак, такіх як каляровыя пасты, фунгіцыды, антыпірэны і тэрмастабілізатары.
Асноўныя фармулёўкі
Тыповая формула аксімавага герметыка для будаўніцтва або самастойнага вырабу будзе выглядаць прыкладна так:
| % | ||
| Полідыметылсілаксан, OH-тэрмінаваны 50 000 сП | 65,9 | Палімер |
| Полідыметылсілаксан, з трыметыльнымі канцавымі групамі, 1000 сП | 20 | Пластыфікатар |
| Метылтрыаксімінасілан | 5 | Зшывальнік |
| Амінапрапілтрыэтоксісілан | 1 | Прамотар адгезіі |
| 150 кв.м/г плошчы паверхні дыяксіду крэмнію | 8 | Напаўняльнік |
| Дыбутылволава дылаўрат | 0,1 | Каталізатар |
| Усяго | 100 |
Фізічныя ўласцівасці
Тыповыя фізічныя ўласцівасці ўключаюць:
| Падаўжэнне (%) | 550 |
| Трываласць на расцяжэнне (МПа) | 1.9 |
| Модуль пругкасці пры падаўжэнні 100 (МПа) | 0,4 |
| Цвёрдасць па Шору А | 22 |
| Час з'яўлення скуркі (хв) | 10 |
| Час высыхання з-пад ліпкасці (хв) | 60 |
| Час драпін (хв) | 120 |
| Скразное выцвярэзленне (мм за 24 гадзіны) | 2 |
Склады з выкарыстаннем іншых зшывальнікаў будуць выглядаць падобна, магчыма, адрозніваючыся ўзроўнем зшывальніка, тыпам прамотара адгезіі і каталізатарамі зацвярдзення. Іх фізічныя ўласцівасці будуць нязначна адрознівацца, калі не выкарыстоўваюцца падаўжальнікі ланцуга. Некаторыя сістэмы немагчыма лёгка вырабіць без выкарыстання вялікай колькасці крэйдавага напаўняльніка. Такія склады, відавочна, нельга вырабляць у празрыстым або напаўпразрыстым выглядзе.
Распрацоўка герметыкаў
Існуе 3 этапы распрацоўкі новага герметыка.
1) Распрацоўка, вытворчасць і выпрабаванні ў лабараторыі — вельмі малыя аб'ёмы
Тут у хіміка-лабараторыі з'яўляюцца новыя ідэі, і ён звычайна пачынае з ручной замесу каля 100 грамаў герметыка, каб паглядзець, як ён зацвярдзее і які каўчук атрымліваецца. Цяпер ад FlackTek Inc. з'явілася новая машына пад назвай "The Hauschild Speed Mix". Гэтая спецыялізаваная машына ідэальна падыходзіць для змешвання гэтых невялікіх партый па 100 грамаў за лічаныя секунды, адначасова выганяючы паветра. Гэта важна, бо цяпер дазваляе распрацоўшчыку рэальна праверыць фізічныя ўласцівасці гэтых невялікіх партый. Дыяксід крэмнія або іншыя напаўняльнікі, такія як асаджаны мел, можна змяшаць з сіліконам прыкладна за 8 секунд. Выдаленне паветра займае каля 20-25 секунд. Машына працуе з дапамогай двайнога асіметрычнага цэнтрыфугавага механізму, які ў асноўным выкарыстоўвае самі часціцы ў якасці ўласных змешвальных рычагоў. Максімальны памер сумесі складае 100 грамаў, і даступныя некалькі розных тыпаў кубкаў, у тым ліку аднаразовыя, што азначае, што чыстка абсалютна не патрабуецца.
Ключавым фактарам у працэсе падрыхтоўкі з'яўляецца не толькі тып інгрэдыентаў, але і парадак дадання і час змешвання. Натуральна, выключэнне або выдаленне паветра важна для падаўжэння тэрміну прыдатнасці прадукту, бо бурбалкі паветра ўтрымліваюць вільгаць, якая затым прывядзе да зацвярдзення герметыка знутры.
Пасля таго, як хімік атрымае патрэбны для яго канкрэтнага прымянення герметык, маштаб планетарнага міксера павялічваецца да 1 літра, што дазваляе вырабіць каля 3-4 невялікіх цюбікаў па 110 мл (3 унцыі). Гэтага матэрыялу дастаткова для першапачатковага тэставання тэрміну прыдатнасці і тэсту адгезіі, а таксама для любых іншых спецыяльных патрабаванняў.
Затым ён можа перайсці да машыны аб'ёмам 1 або 2 галоны, каб вырабіць 8-12 цюбікаў па 10 унцый для больш паглыбленага тэставання і адбору проб кліентамі. Герметык экструдуецца з ёмістасці праз металічны цыліндр у картрыдж, які апранаецца на ўпаковачны цыліндр. Пасля гэтых выпрабаванняў ён гатовы да павелічэння маштабаў вытворчасці.
2) Маштабаванне і тонкая налада - сярэднія аб'ёмы
Пры павелічэнні маштабаў лабараторная формула цяпер вырабляецца на большай машыне, звычайна ёмістасцю 100-200 кг або прыкладна бочка. Гэты этап мае дзве асноўныя мэты.
а) праверыць, ці ёсць якія-небудзь істотныя адрозненні паміж памерам 4 фунты і гэтым большым памерам, якія могуць быць вынікам хуткасці змешвання і дысперсіі, хуткасці рэакцыі і рознай колькасці чыставога ўтрымання ў сумесі, і
б) падрыхтаваць дастаткова матэрыялу для апытання патэнцыйных кліентаў і атрымання рэальных водгукаў пра працу.
Гэтая машына аб'ёмам 50 галонаў таксама вельмі карысная для прамысловай прадукцыі, калі патрабуюцца невялікія аб'ёмы або спецыяльныя колеры, і адначасова трэба вырабляць толькі каля аднаго барабана кожнага тыпу.
Існуе некалькі тыпаў змяшальных машын. Два найбольш распаўсюджаныя - гэта планетарныя змяшальнікі (як паказана вышэй) і хуткасныя дысперсары. Планетарны змяшальнік добра падыходзіць для сумесяў з большай глейкасцю, тады як дысперсары лепш працуюць, асабліва ў цякучых сістэмах з меншай глейкасцю. У тыповых будаўнічых герметыках можна выкарыстоўваць любую з гэтых машын, калі звяртаць увагу на час змешвання і патэнцыйнае нагрэўленне хуткаснага дысперсара.
3) Поўныя аб'ёмы вытворчасці
Канчатковая вытворчасць, якая можа быць пакетнай або бесперапыннай, спадзяюся, проста ўзнаўляе канчатковую рэцэптуру з этапу павелічэння маштабу. Звычайна адносна невялікая колькасць (2 ці 3 партыі або 1-2 гадзіны бесперапыннай вытворчасці) матэрыялу спачатку вырабляецца на вытворчым абсталяванні і правяраецца перад тым, як пачнецца звычайная вытворчасць.
Тэставанне - што і як тэставаць.
Што
Фізічныя ўласцівасці - падаўжэнне, трываласць на расцяжэнне і модуль пругкасці
Адгезія да адпаведнай асновы
Тэрмін прыдатнасці - як паскораная, так і пры пакаёвай тэмпературы
Хуткасць зацвярдзення - час утварэння скарынкі, час высыхання з-за адліпання, час да знікнення драпін і поўнае зацвярдзенне, колеры, тэмпературная стабільнасць або стабільнасць у розных вадкасцях, такіх як алей
Акрамя таго, правяраюцца або назіраюцца іншыя ключавыя ўласцівасці: кансістэнцыя, слабы пах, каразійнасць і агульны выгляд.
Як
Ліст герметыка выцягваецца і пакідаецца для зацвярдзення на тыдзень. Затым выразаецца спецыяльная гантэля і змяшчаецца ў прыбор для вымярэння фізічных уласцівасцей, такіх як падаўжэнне, модуль і трываласць на расцяжэнне. Яны таксама выкарыстоўваюцца для вымярэння сіл адгезіі/кагезіі на спецыяльна падрыхтаваных узорах. Простыя выпрабаванні на адгезію "так/не" праводзяцца шляхам выцягвання шарыкаў матэрыялу, зацвярдзелага на адпаведных падкладках.
Вымяральнік цвёрдасці па Шору А вымярае цвёрдасць гумы. Гэта прылада выглядае як грузік і калібр з наканечнікам, які ўціскаецца ў зацвярдзелы ўзор. Чым глыбей наканечнік пранікае ў гуму, тым мякчэйшая гума і тым ніжэйшае значэнне. Тыповы будаўнічы герметык будзе мець цвёрдасць у дыяпазоне 15-35.
Час утварэння скарынкі, час да адліпання і іншыя спецыяльныя вымярэнні скуркі праводзяцца альбо пальцам, альбо з дапамогай поліэтыленавых лістоў з грузікамі. Вымяраецца час, неабходны для таго, каб пластык можна было акуратна зняць.
Для атрымання тэрміну прыдатнасці цюбікі з герметыкам вытрымліваюцца альбо пры пакаёвай тэмпературы (што, натуральна, патрабуе 1 года для пацверджання тэрміну прыдатнасці ў 1 год), альбо пры падвышанай тэмпературы, звычайна 50℃, на працягу 1, 3, 5, 7 тыдняў і г.д. Пасля працэсу вытрымкі (у паскораным выпадку трубку астуджаюць) матэрыял экструдуюць з трубкі і выцягваюць у ліст, дзе ён зацвярдзее. Фізічныя ўласцівасці гумы, атрыманай у гэтых лістах, правяраюцца, як і раней. Затым гэтыя ўласцівасці параўноўваюцца з уласцівасцямі свежазмяшаных матэрыялаў для вызначэння адпаведнага тэрміну прыдатнасці.
Падрабязнае тлумачэнне большасці неабходных выпрабаванняў можна знайсці ў кіраўніцтве ASTM.
Некалькі апошніх парад
Аднакампанентныя сіліконы — гэта герметыкі найвышэйшай якасці. Яны маюць абмежаванні, і калі патрабуюцца пэўныя патрабаванні, яны могуць быць распрацаваны спецыяльна.
Вельмі важна пераканацца, што ўся сыравіна максімальна сухая, рэцэптура стабільная, а паветра выдалена ў працэсе вытворчасці.
Распрацоўка і тэставанне — гэта ў асноўным адзін і той жа працэс для любога аднакампанентнага герметыка, незалежна ад тыпу — проста пераканайцеся, што вы праверылі ўсе магчымыя ўласцівасці, перш чым пачаць вытворчасць партый, і што вы маеце выразнае разуменне патрэб прымянення.
У залежнасці ад патрабаванняў прымянення можна выбраць правільны хімічны склад для зацвярдзення. Напрыклад, калі абраны сілікон, і пах, карозія і адгезія не лічацца важнымі, але патрэбны нізкі кошт, то лепш выкарыстоўваць ацэтакс. Аднак, калі выкарыстоўваюцца металічныя дэталі, якія могуць схільныя карозіі, або патрабуецца спецыяльная адгезія да пластыка ў унікальным глянцавым колеры, то вам патрэбен оксім.
[1] Дэйл Флэкет. Крэмніевыя злучэнні: сіланы і сіліконы [M]. Gelest Inc: 433-439
* Фота з сіліконавага герметыка OLIVIA
Час публікацыі: 31 сакавіка 2024 г.
